Гидравлическая рулевая машина

Гидравлическая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61}Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 240481 i(21) 3278191/27-11 (У ) М К т 3

В 63 Н 25/30 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 629.12. . 02/. 09 (088. 8) Опубликовано ЗМ0.82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82 аявитель (5 4 ) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

Изобретение относится у судостроению, в частности к гидравличес-,. ким рулевым машинам.

Известна гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм с группой камер, связанный гидравлическими магистралями с насосом и распределителем с электромагнитным управлением, устройство управления последним, включающее блок питания, задерживающие цепочки и тиристорные переключающие блоки постоянного тока с тиристорами включения и выключения электромагнитов распределителя (1 1. 15

Недостатками известной гидравлической рулевой машины являются низкие эксплуатационные качества вследствие малой скорости перекладки руля, а также малая надежность работы.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств гидравлической рулевой машины путем повьхаения скорости перекладки руля, а также повышение надежности ее работы.

Поставленная цель достигается тем, что в гидравлической рулевой машине устройство управления распре делителем содержит пороговый элемент перепада давления с двумя пропорциональными датчиками давления, входы которых подключены к упомянутым гидравлическим магистралям, связывающии силовой исполнительный механизм с насосом, сумматор, двухполупериодный выпрямитель и два компаратора, при этом выходы датчиков давления через сумматор, двухполупериодный выпрямитель и компараторы связаны с входами задерживающих цепочек, а компараторы, сумматор и датчики давления подключены электрическими цепями к упомянутому блоку питания.

На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой гидравлической рулевой машины с устройством управления трехпозиционным распределителем на фиг.2 — электрическая схема устройства управления распределителем.

Гидравлическая рулевая машина (фиг.1) содержит силовой исполнительный механизм 1, включающий цилиндры 2 и 3, подвижной плунжер 4, взаимодействующий через шарнирную передачу с румпелем, и неподвижные плунжеры 5 и 6, закрепленные в цилиндрах и установленные в расточках

969594 подвижного плунжера. Цилиндры, поднижные и неподвижные плунжеры образуют четыре рабочие камеры: нешунтированные камеры 7 и 8, гидравлически связанные трубопроводами 9 и 10 с насосом 11 и входами трехпозиционного распределителя 12, и шунтированные камеры 13 и 14, соединенные трубопроводами 15 и 16 с выходами трехпозиционного распределителя.

Трехпозиционный распределитель 12 выполнен с электромагнитарми 17 и 18 электрически связанными с устройстном 19 управления. Устройство 19 управления содержит пороговый элемент перепада давления, состоящий из двух пропорциональных датчиков 20 и 21 давления, связанных гидравлически трубопроводами ?2 с магистралями насоса, сумматора 23 сигналов датчиков давления двухполупериодного выпрямителя 24, двух компараторов 25 и 26 максималь-. ного и минимального значений, разности сигналов датчиков давления с ти-: ристорными оптронами на выходе, задерживающие цепочки 27 и 28, 6есконтактные тиристорные переключающие устройства 29 и 30 и блок 31 питания

Пропорциональные датчики давления (фиг.2 ) имеют переменные резисто ры 32 и 33, движки которых перемещаются н функции от давления в соответствующей магистрали насоса.

Сумматор 23 сигналов выполнен

1lo мостовой схеме, при этом в противоположные плечи моста включены переменные резисторы 32 и 33. В два других плеча нключены постоянные резисторы 34 и 35, а в диагональ моста †. переменный резистор 36.

Выход с движка резистора 36 через двухполупериодный выпрямитель 24 состоящий из четырех диодов 37 — 40, соединен с нагрузочным переменным резистором 41, включенным по схеме потенциометра.

Движок резистора 41 соединен с входами компараторов 25 и 26, собранных на операционных усилителях 42 и 43 по схеме с положительной обрат-! ной связью, которая обеспечиваетсп, резисторами 44 — 47 соответствейно.

Потенциометры 48 и 49 служат для р& гулиронки величины опорного напряжения, позволяя менять верхний (резистор 48) и нижний (резистор 49) уровень срабатывания компараторов, т.е. величины .верхнего и нижнего пределов перепада давления.

Вь;ход операционного усилителя 42 соединен с диодом оптрона 50, а выход операционного усилителя 43 - с диодом оптрона 51, аноды тиристоВТНх оптронов подключены K блоку 31 питания, а катоды - c входа5

10 5 гатель насоса 11 одновременно к бло30 вает увеличение электрического сигнала, снимаемого с одного из датчиЗ> ков 20 или 21 давления (резисто40

h5 ми, задерживающих цепочек 27 и 28 соответственно °

Блок 31 питания имеет три выхода: двухполярный стабилизированный выход для питания операционных усилителей, стабилизированный однополярный выход для питания потенциометров 48 и 49, датчиков 20 и 21 давления и задерживающих цепочек 27 и 28, нестабилизированный выход для питания бесконтактных переключающих устройств 29 и 30.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на электродвику питания через переключающее устройство 30 . подключается электромагнит 17, при этом золотник 12 занимает левое положение, соединяя рабочие камеры 7 и,8, 13 и 14 с насосом по дифференциальной схеме. На этой ступени- регулирования при задании угла перекладки плунжер перемещается с максимальной скоростью.

При среднем положении Руля давление в магистралях насоса одинаково, перепад давления равен нулю, а на выходе сумматора 23 сигнал отсутствует.

При задании .перекладки руля и возрастании крутящего момента на бал-. лере увеличивается давление в нагнетающей магистрали насоса, что вызыров 32 или 33). В том случае, если с нагнетающей магистралью соединен датчик 20 давления, напряжение на выходе сумматора 23 имеет отрицательное относительно, земли значение, а если датчик 21 - то положительное значение. Однако использование двухполупериодного моста 24 на выходе сумматора 23 исключает изменение полярности падения напряжения на резисторе 41.

Падение напряжения на резисторе 41 поступает на входы компараторов 25 и 26. Как только величина сигнала становится больше величины опорного напряжения, снимаемого с резистора 48, компаратор 25 опрокидывается и на его выходе появляется отрицательное напряжение, что приводит к открыванию онтрона 50, и сигнал максимального уровня перепада давления через задерживающую цепочку 27 поступает на управляющий электрод тиристора выключения в переключающем устройстве 30. Происходит отключение электромагнита 17, золотник распределителя 12 занимает среднее положейие, а привод рулевой машины переходит на вторую ступень регулирования, на которой камеры 13 и 14

969594

6 шунтируются распределителем 12. Ско- рость перекладки руля уменьшается.

После переключения давление в нагнетающей магистрали уменьшается и компаратор 25 возвращается в преж нее состояние . При дальнейшей перекладке руля и возрастании, перепада давления до максимального порогового уровня сигнал о его значении таким же образом, как описано выше, поступает через задерживающую цепочку 27 на управляющий электрод тиристора включения в переключающем устройстве 30. Происходит подключение к блоку 31 питания электромагнита 18, и привод переходит на третью ступень регулирования. Скорость перекладки руля принимает минимальное значение, а исполнительный механизм обеспечивает максимальные нагрузочные характеристики.

При обратной перекладке руля и уменьшении перепада давления до минимального порогового уровня срабатывания компаратор 26 (на выходе уси лителя 43 появляется отрицательное напряжение ), открывается оптрон 51 и сигнал минимального уровня наступает через задерживающую цепочку 28 на управляющий электрод тиристора выключения в переключающем устройстве 29. Происходит отключение электромагнита 18, и привод возвращается на вторую ступень регулирования.

При дальнейшем уменьшении перепада до величины минимального порогового уровня сигнал о его значении таким же образом поступает на управляющий электрод тиристора включения в устройстве 29. Происходит подключение электромагнита 17, и привод переходит на первую ступень регулирования. технико-экономический эффект предлагаемой рулевой машины заключается в повышении ее эксплуатационных качеств, обусловленном повышением на 15-20Ъ надежности за счет исключения перегрузки исполнительного механизма.

Кроме того, в предлагаемой рулевой машине. на 15-25% увеличивается быстродействие перекладки руля благодаря тому, что устройство управления обеспечивает оптимальный режим переключения ступеней регулирования рабочего объема исполнительного механизма.

Формула изобретения

Гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм с группой камер, связанн. ьй гидравлическими магистралями с насосом и распределителем с электромагнитным управлением, устройство управления последним, включающее блок питания, задерживающие цепочки и тиристорные переключающие блоки постоянного тока с тиристорами включения и выключения электромагнитов распределителя, о т л и ч а ю щ а яс.я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств Путем повышения скорости перекладки руля, а также повышения надежности работы, устройство управления распределителем содержит пороговый элемент перепада давления с двумя пропорциональными датчиками давления, вхо-. ды которых подключены к упомянутым гидравлическим магистралям, связывающим силовой исполнительный механизм с насосом, сумматор, двухполупериодный выпрямитель и два компаратора, нри этом выходЫ датчиков давления через сумматор, двухполупериодный выпрямитель и компараторы связаны с входами задерживающих це40 почек, а компараторы, сумматор и датчики давления подключены электрическими цепями к упомянутому блоку питания.

Источники информации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2845679/11, кл, В 63 Н 25/30, 18.01.80 (прототип).