Электрогидравлическая судовая рулевая машина

Электрогидравлическая судовая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБ КтКНИЯ ""9З7269

Сеюэ Соаетсиик

Сециайиатичесиив

Реснубаии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 27. 10. 80 (21)2997391/27-.11 1311 М. КЛ.з с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетВ 63 Н 25/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5 3) УДК 6 29. 12 014 . .6 (088.8) Опубликовано 230682. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 23.06.82

Коротков, Л.Ф. Огарков, С. И. Кауро и В.Г. Поляков (72) Авторы изобретения

Ю.Ф. (7() Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СУДОВАЯ РУЛЕВАЯ

МАШИНА

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидрав- лическим судовым рулевым машинам. . Известна электрогидравлическая судовая рулевая машина, содержащая многокамерный силовой исполнительный механизм, плунжеры которого кинематически связаны с баллером руля, а полости гидравлически сообщены с напорно-сливными магистралями, электрически управляемым клапаном кольцевания и источником питания (1).

Недостатком данного технического решения является то, что оно не обеспечивает автоматическое регулирование скорости перекладки в зависимости от нагрузки на баллере руля, что снижает надежность работы рулевой машины.

Цель изобретения - повышейие эффективности путем обеспечения автомати-. ческого электрогидравлического ступенчатого регулирования скорости перекладки руля в зависимости от нагрузки на баллере. 25

Цель достигается тем, что рулевая машина снабжена датчиками давления с электрическими контакторами, соленоидами управления, подпружиненными электромагнитными реле с электричес- 30 кими контакторами, соединенными между собой электрическими цепями управления, при этом на каждой напорной магистрали, которымн связаны полости силового исполнительного механизма с источником питания, установлены по два датчика давления с электрическими контакторами, а в электрической цепи управления клапаном кольцевания установлены соленоиды управления и электромагнитные реле с электрическими контакторами, причем электрическая цепь управления клапаном кольцевания последовательно замкнута контакторами одного датчика давления и через контакторы подпружиненного электромагнитного реле контакторами другого да чика давления, установленного на той же напорной магистрали, что и первый датчик давления.

Электрические цепи датчиков давления параллельно соединены между ссбой.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема электрогидравлической судовой рулевой машины; на фиг. 2то же, с двухступенчатым трехпозиционным электрогидравлическим клапаном . кольцеваният на фиг. 3 - то же, с подключением двухступенчатого элек937269 магистрали 30-31, а камеры цилиндров 45

21-22 соединены с источником питания и. клапаном 13 кольцевания магистралями 32-33,. к контактам электромаг-. нитных реле 7 и 8 подведено напряжение по электрической цепи 39, а к контактам датчиков 4-5 давлений напряжение подведено по цепи 40.

При задании угла перекладки, например на левый борт (по часовой стрелке), рабочая жидкость от источника 2 питания по магистрали 32 поступает в камеру цилиндра 22, вызывая перемещение плунжеров 26 влево, а из камеры цилиндра 21 рабочая жидкость вытесняется, плунжером 25 и по магистрали 33 поступает к источнику

2 питания.

Рабочая жидкость из камеры цилинд-. ра 19 вытесняется плунжером 23 через магистраль 30, клапан 13 кольце- 65 трогидравлического трехпозиционного клапана кольцевания к вспомогательному насосу управления и подпитки гидравлического источника питания с насосом переменной производительности;

t на фиг. 4-то же, с электромагнитом управления, установленным на двухнозиционном клапане кольцевания1 на фиг. 5 - то же, с двухступенчатым двухпозиционным электрогидравлическим клапаном кольцеваиия; на фиг.6 — 10 то же, с подключением двухпозиционного двухступенчатого клапана кольцевания к вспомогательному насосу управления и подпитки гидравлического источника питания с насосом переменной производительности.

Электрогидравлическая рулевая ма шина содержит силовой исполнительный механизм 1 многокамерной конструкции, гидравлический источник 2 питания, датчики 3 -6 давления, электро20 магнитные реле 7-8 с пружинами 9-10, электромагниты 11-12 управления, трехпозиционный клапан 13 кольцева-. ния, электрогидравлические клапаны

14-15, дВухпозициоиный клапан 16 кольцевания, гидроклапан 17 ИЛИ, на- рос 18 управления и подпитки.

Силовой исполнительный механизм

1 состоит из четырех цилиндров 19-22,30 плунжеров 23-26, схйщнненных через шарниры 27-28 с румпелем 29.

Гидравлические элементы рух.евой машины соединены между собой напорносливными магистралями 30-38, а электрические — электрическими цепями

39-44 .

Электрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

При среднем положении руля и отсутствии подачи рабочей жидкости от гидравлического источника 2 питания камеры цилиндров 19-20 силового исполнительного механизма 1 закольцованы. через клапан 13 кольцевания и вани я, магистраль 31 в осаобождаемую плунжером 24 камеру цилиндра 20.

Движение плунжеров происходит за счет их кинематической связи через шарниры 27-28 и румпель 29.

Доступ рабочей жидкостн от источника 2 питания в камеру цилиндра 20 и из камеры цилиндра 19 к источнику 2 питания блокирован клапаном 13 кольцевания до тех пор, пока давление рабочей жидкости в камере цилиндра 22, возрастающее с ростом внешней нагрузки на руле, не преодолеет усилие, на которое настроены датчики 3-4 давления, установленные в магистрали 32 и соединенные этой магистралью с цилиндром 22 и источником 2 питачия, причем если датчик 3 давления йастроен на давление срабатывания - предельное давление при котором необходимо подключение в работу второй пары цилиндров, то датчик 4 давления настроен на давление меньшее половины давления срабатывания датчика 3 давления.

При достижении в цилиндре 22 этого давления датчик 4 давления срабатывает, его контакторы замкнут электрическую цепь 40,42, подготовив электрическую цепь электромагнита 11 управления, клапана 13 кольцевания

13 к работе.

При достижении в цилиндре 22 предельного давления сработает датчик

3 давления и его контакторы, воздействуя на контакторы электромагнитного реле 7, замкнут электрическую цепь

39,42, при этом электромагнит 11 управления клапана .13 кольцевания и электромагнит электромагнитного реле

7 окажутся под напряжением. Электро-. магнит 11 переключит клапан 13 кольцевания в крайнее левое положение, 3 ри этом цилиндр 20 по магистралям

1-32 соединится с цилиндром 22 и с напорной магистралью гидравлического источника 2 питания, а цилиндр 19 по магистралям 30 и 33 соединится с цилиндром 21 и с всасыванй ей (сливной) магистралью гидравлического источника 2 питания.

Вступление в работу цилиндра 20 вследствие увеличения рабочей площади плунжеров в два раза приводит к скачкообразному снижению давления в два .раза в цилиндрах 20 и 22, а также магистралях 31-32, при этом срабатывает датчик 3 давления и его контакторы разомкнутся с контакторами подпружиненного электромагнитного реле

Ф

7, однако электрическая цепь 40,42, 39 останется под напряжением, удерживая электромагнитом 11 клапан 13 кольцевания в крайнем левом положении вследствие того, что электромагнит электромагнитного реле 7 будет продолжать удерживать свои контакто937269.ры в замкнутом положении с контакторами электрической цепи 39,42.

Дальнейшая работа электрогидравлической рулевой машины при увеличении нагрузки на реле производится четырьмя цилиндрами. При уменьшении 5 нагрузки на руле и снижении давления в гидросистеме до величины настройки датчика 4 давления последнее сработает и разомкнет своими контакторами электрическую цепь 40,42 обесточив 10 электромагнит электромагнитного реле

7, контакторы которого под действием пружины 10 разомкнут электрическую цепь 39,42. Электромагнит 11 управления обесточится и клапан 13 кольцевания вернется в среднее положение, при этом цилиндры 19-20 по магистралям 30-31 через клапан 13 кольцевания закольцуются.

Вследствие уменьшения рабочей пло- щади плунжеров в два- раза, давление в цилиндре 22 и магистрали 32 увеличится также в два раза, при этом датчик 4 давления сработает, замкнув своими контакторами электрическую цепь40,42, однако электрическая цепь 39, 42 останется разомкнутой вследствие того, что датчик 3 давления не сработает (величина возросшего давления меньше давления срабатывания датчика

3 давления) и электромагнит 11 и электромагнит электромагнитного реле 7 останутся обесточенными, а клапан 13 кольцевання останется в среднем положении.

При дальнейшем уменьшении давления датчик 4 давления вторично сработает и его контакторы разомкнут электрическую цепь 40,42.

Электромагнит 12, а также электро-4{) магнит электромагнитного реле 8 во . все время движения руля по часовой стрелке остаются обесточенными вследствие того, что датчики 5 и 6 давления, установленные.в магистрали 33 находятся под давлением всасывания (слива) гидравлического источника 2. питания.

При обратном перемещении руля с левого борта к нулю против часовой стрелки напорной становится магистраль 33, а в магистрали 32 давление подается до величины подпитки .(слива) гидравлического источника 2 питания.

Рабочая жидкость, поступающая в цилиндр 21, воздействует на плунжер р5, а плунжером 26 рабочая жидкость из цилиндра 22 вытесняется в магистраль 32, соединенную с гидравлическим источником 2 питания.

Румпель 29 через шарнир 27 получа-60 ет движение от плунжеров ?5 и 26, а через шарнир 28 передает движение плунжерам 23,24,при этом рабочая жидкость из цилиндра 20 перетекает в цилиндр 19. 65

В случае роста давления в цилиндре 21 и магистрали 33 (увеличение внешней нагрузки на пере руля) и при достижении им величины настройки датчика 5 давления (меньшее половины давления срабатывания датчика 6 давления) последний срабатывает и его контакторы замкнут электрическую цепь

40,41, подготовив электрическую цепь электромагнита 12 управления клапана 13 кольцевания к работе.

При достижении в цилиндре 21 предельного давления сработает датчик

6 давления и его контакторы, воздействуя на контакторы электромагнитного реле. 8, замкнут электрическую цепь 39,41, при этом электромагнит

12 управления клапана 13 кольцевания и электромагнит электромагнитного ре-.

IlIB 8 окажутся под напряжением. Электромагнит 12 переключит клапан 13 кольцевания в крайнее правое положение, при этом цилиндр 19 по магистралям 30,33 соединится с цилиндром 21 и с напорной магистралью гидравлического источника 2 питания, а цилиндр

20 по магистралям 31,32 соединится с цилиндром 22 и с всасывающей (сливной) магистралью гидравлического источника

2 питания.

Вступление в работу цилиндра 19, вследствие увеличения рабочей площади плунжеров в два раза, приводит к скачкообразному снижению давления в два раза s цилиндрах 19,21, а также магистралях 30,33, при этом срабатывает датчик 6 давления и его контакторы разомкнутся с контакторами подпружиненного электромагнитного реле

8, однако электрическая цепь 39-41 останется под напряжением, удерживая электромагнитом 12 клапан 13 кольцевания в крайнем правом положении, вследствие того, что электромагнит электромагнитного реле 8 будет продолжать удерживать свои контакторы в замкнутом положении с контактами электрической цепи 39, 41,при этсяа все цилиндры будут соединены с гидравлическим источником 2 питания и совершать необходимую работу.

При дальнейшем движении руля к среднему положению и уменьшении нагрузки на руле в гидросистеме рулевой машины происходит понижение давления. При пониженИи давления до величины срабатывания датчика 5 давления, последний сработает и разомкнет своими контактораии электрическую цепь 40,41, обесточив электромагнит электромагнитногр реле 8, коитакто1н которого под действием пружины 9 разомнут электрическую цепь 39,41 °

Электромагнит 12. управления обесточится и клапан 13 кольцевания вернется в среднее положение, при этом ци" линдры 19-20 по магистралям 30-31 че937269 рез клапан 13 кольцевания закольцуются.

Вследствие уменьшения рабочей площади плунжеров в два раза давление в цилиндре 21 и магистрали 33 увеличится также в два раза, при этом дат- 5 чик 5 давления сработает, замкнув своими контакторами электрическую цепь 40 41., однако электрическая цепь 39,41 останется разомкнутой вследствие того, что .датчик 6 не сра-)0 ботает (величина возросшего давления ,меньше величины срабатывания датчика

6 давления) и электромагнит 12 и электромагнит электромагнитного реле 8 останутся обесточенными, а клапан 13 кольцевания останется в среднем Il0ложении.

При подходе руля к среднему положению происходит дальнейшее уменьшение давления, при этом датчик 5 дав-, ления вторично сработает и его контакторы разомкнут электрическую цепь

40,41.

Электромагнит 11, а также электромагнит электромагнитного реле 7 во все время движения руля с левого борта к нулю (против часовой стрелки) остаются обесточенными вследствие того, что датчики 3 и 4 давления соединены с всасывающей (сливной) магистралью 32.

Работа. элек; рогидравлической рулевой машины от среднего положения на правый борт (против часовой стрелки) и обратно к среднему положению происходит аналогично описанной работе З5 машины от среднего положении на левый борт и обратно.

Работа электрогидравлической рулевой машины, представленной на фиг.2, аналогична работе машины по фиг. 1. 40

Отличительным является то, что .клапан 13 кольцевания выполнен двухступенчатым с гидравлическим усилением, при этом гидравлическое управление на клапан 13 кольцевания поступа-45 ет от магистралей 32-33.по магистралям 34-35 через электрогидравлические клапаны 14-15, электромагниты 11 и 12, которые электрически соединены с датчиками давления и электромагнит- О ными реле по схеме фиг. 1, при этом, если напорной магистралью является магистраль 32, то при срабатывании электромагнита 11 давление по магистрали 34 через электрогидравлический клапан 14 поступает в правую полость управления клапаном 13 кольцевания, перемещая его в крайнее левое положение, обеспечивая работу всех цилиндров на румпель 29 и соединяя их с гидравлическим источником 2 питания. 60

При срабатывании электромагнита 12 клапан 13 кольцевания давлением от магистрали 33 по магистрали 35 через электрогидравлический клапан 15 перемещается а крайнее правое ноложесоединяя также все цилиндры силового исполнительного механизма 1 с гидравлическим источником 2 питания.

Работа электрогидравлической рулевой машины, представленной на фиг. 3, аналогична работе машины фиг. 2.

Отличительным является то, что гидравлические полости электрогидравлических клапанов 14-15 соединены магистралями 36-37 со вспомогательным насосом 18 управления и подпитки гидравлического источника 2 питания с насосом (не обозначен) переменной производительности и при срабатывании электромагнитов 11-12 управления, установленных на электрогидравлических клапанах 14-15, клапан 13 кольцевания управляется давлением, развиваемым вспомогательным насосом 18.

Работа электрогидравлической рулевой машины на фиг. 4 аналогична работе машины на фиг. 1, отличительным является то, что электрические контакты электромагнитных реле 7-8 соединены между собой электрической цепью

43, а электрические контакты датчиков

4-5 давлений соединены электрической цепью 44.

В цепь 43,44 подключен электромагнит ll управления двухпозиционного клапана 16 кольцевания. Параллельное соединение между собой электрических цепей датчиков 4-5 давлений и электрических цепей датчиков 3,6 давлений с последовательным подключением в эти цепи электромагнита 11 управления позволяет попеременно управлять этим электромагнитом и осуществлять автоматическое переключение даухпозиционного клапана 16 кольцевания от датчиков

3,4 или 5,6 в зависимости от того, какая магистраль 32 или 33 соединена с напором гидравлического источника

2 питания.

При этом, если нагнетательной является магистраль 32, электрическая цепь электромагнита 11 будет замкнута следующим образом: цепь 40 — контакторы датчика 4 давления — цепь

44 - электромагнит 11 управления— цепь 43 - контакторы датчика 3 давления и электромагнитного реле 7— цепь 39.

Если нагнетательной является магистраль 33, то электрическая цепь электромагнита 11 управления замыкается через цепь 40 — контакторы датчика 5 давления - цепь 44 — электромагнит 11 управления - цепь 43 - контакторы датчика 6 давления и электромагнитного реле 8 — цепь 39.

Работа электрогидравлической рулевой машины на фиг. 5 аналогична работе машины фиг. 4.

Отличительным является то, что двухпозиционный клапан 16 кольцева937269

Формула изобретения

1.. Электрогидравлическая судовая рулевая4машина, содержащая многокамерный силовой исполнительный механизм, плунжеры которого кинематичес-ки связаны с баллером руля, а полости гидравлически сообщены с напорно35 ния выполнен двухступенчатым с гидравлическим усилением, при этом гидравлическое управление на клапан 16 кольцевания поступает от магистралей

32-, 33 через гидроклапан 17 ИЛИ по магистрали 38, соединенной с электро- 5 гидравлическим клапаном 14, электрически управляемым датчиками 3-4 или

5-6 в зависимости от того, какой является нагнетательная магистраль 32 или ЗЗ ° 10

Работа электрогидравлической рулевой машины на фиг. 6 аналогична работе машины фиг. 5, отличительным является то, что электрогидравлический клапан 14 как и в случае, изображенном на фиг. 3, соединен магистралью 36 со вспомогательным насосом

18 управления и подпитки гидравлического источника 2 питания с насосом переменной производительности, и управление двухпозиционным клапаном 16 кольцевания .осуществляется через электрогидравлический клапан 14 давления, развиваемым насосом 18.

Таким образом, данное техническое решение обеспечивает автоматическое электрогидравлическое ступенчатое регулирование скорости перекладки от нагрузки на баллере руля, что повышает надежность работы рулевой машины.

30 слнвными магистралями, электрически управляемым клапаном кольцевания и источником питания, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения автоматического электрогидравлического ступенчатого регулирования скорости перекладки руля в зависимости от нагрузки на баллере, она снабжена датчиками давления с электрическими контакторами, соленоидами управления, подпружиненными электромагнитными реле с электрическими контакторами, соединенными между собой элек трическими цепями управления, при этом на каждой; напорной магистрали, которыми связаны полости силового исполнительного механизма с источником питания, установлены по два дат-. чика давления с электрическими контакторами,а в электрической цепи управления клапаном кольцевания установлены соленоиды управления и электромагнитные реле с электрическими контакторами,причем электрическая цепь управления клапаном кольцеваяия последовательно замкнута контакторами одного датчика давления и через контакторы электромагнитного реле контакторами другого датчика давления, установленного на той же напорной магистрали, что и первый датчик давления °

2. Машина по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что электрические цепи датчиков давления параллельно соединены между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 540769, кл. В.63 Н 25/30, 1974.

937269

Г

I 1

1Е фиа6

Составитель С. Зеикович

Редактор С. Патрушева Техред Е. Харитончик 2Ырректор И. Муска

Заказ 4349/22 Тираи 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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

Филиал ППП Патент, r. Уигород, ул. Проектная, 4