Гидравлическая рулевая машина

Гидравлическая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 969595

»: j (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 240481 -; (21) 3278325/27-11

t$1) М. Кп. с присоединением заявки ¹â€”

В 63 Н 25/30

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (33) УДК 629. 12 . 02/. 09 (088. 8) Опубликовано 30,10,82. Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 30.10. 82 (72) Авторы изобретения

В. Н. Вильчинский, А. В. Киев и Л. Ф. Огарков (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МИЛИНА

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

Известна гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный многокамерный механизм, связанный гидравлическими магистралями с насосом и трехпозиционным распределителем с электромагнитным управлением, устройство управления распределелителем, включающее блок.питания, задерживающие цепочки, тиристорный переключающий блок постоянного тока с тиристорами включения и выключения электромагнитов распределителя (1).

Недостатком известной гидравлической рулевой машины является малая скорость перекладки руля.

Цель изобретения — повышение скорости перекладки руля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления распределителем содержит пороговый элемент перепада давления с двумя пропорциональными датчиками давления, двухходовой клапан переключения, дифференциальный измерительный усилитель, два. компаратора и два тиристорных оптрона, причем упомянутые пропорциональные датчики давления свя.заны гидравлически через двухходовой клапан переключения с нагнетающей и всасывающей магистралями насоса, выходы пропорциональных дат иков давления подключены к входам дифференциального измерительного усилителя, а выход посЛеднего соединен с входами компараторов, выходы которых подключены к входам тиристорных оптронов, при этом аноды тиристоров последних подключены к блоку питания, а катоды их подключены к задерживающим цепочкам.

Кроме того, дифференциальный измерительный усилитель содержит три операционных усилителя с резисторами на выходе, а каждый компаратор содержит операционный усилитель с резисторными делителями напряжения.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой гидравлической рулевой машины, на фиг.2 — электрическая схема устройства управления распределителем.

Гидравлическая рулевая машина (фиг.1 ) содержит силовой исполнительный многокамерный механизм 1, включающий в себя цилиндры 2 и 3, под—

30 вижный плунжер 4, взаимодействующий

969595 через механическую передачу с румпелем, и неподвижные плунжеры 5 и б, закрепленные в цилиндрах и установленные в расточках подвижного плунжера. Цилиндры, подвижные и неподвижные плунжеры образуют четыре рабочие камеры, нешунтированные камеры 7 и 8, гидравлически связанные трубопроводами 9 и 10 с насосом 11 и трехпоцизионным распределителем 12, и шунтированные камеры 13 и 14, соединенные с трубопроводами 15 и 16 также с трехпозиционным распределителем. Трехпозиционный распределитель 12 выполнен с электромагнитами 17 и 18 переключения, электрически связанными с устройством.19 электрического управления трехпозиционным распределителем.

Устройство 19 управления распределителем (фиг.1 и 2) содержит двухходовой клапан 20 переключения, соединяющий нагнетающую и сливную магистрали насоса 11 с пороговым элементом перепада давления, включающим пропорциональные датчики 21 и 22 минимального и максимального сигналов давления. Датчики 21 и 22 давления и все остальные элементы схемы получают питание от стабилизированного источника 23 питания. Выходы датчиков 21 и, 22 давления соедине ны с входами дифференциального измерительного усилителя 24, выход которого, в свою очередь, соединен с входами компараторов 25 и 26. Выходы компараторов 25 и 26 подключены к входам тиристорных оптронов 27 и 28, тиристоры которых поцключены к источнику 23 питания и к задерживающим цепочкам 29 и 30. С выходов задерживающих .цепочек 29 и 30 сигналы поступают на входы бесконтактного тиристорного.переключающего блока 31, содержащего тиристоры включения и выключения электромагнитов 17 и 18 распределителя 12 °

Датчики 21 и 22 давления (фиг.2) включают. в себя переменные резисторы 32 и 33, сигналы с которых подаются на прямые входы операционных усилителей 34 и 35 дифференциальноrо усилителя 24. Этот усилитель собран на трех операционных усилителях

34 - 36 и резисторах 37 — 42. Уси- о лители 34 и 35 являются буферными каскадами, а усилитель 36 — оконечным усилителем. Выходное напряжение с дифференциального усилителя, поступающее на вход усилителя 36, пропорционально разности напряжений, снимаемых с датчиков давления.

Включение резисторов 37 — 39 на выходе усилителя позволяет регулировать коэффициент усиления. Переменный резистор 42 обеспечивает пред варительную регулировку схемы, поз5

15 выходе на отрицательную полярность

Ю

60 При перекладке руля и возрастании крутящего момента на баллере увеличивается давление в нагнетающей магистрали и сигнал, снимаемый с датчика 21 (резистора 32). Разность

30 з3

45 воляя сбалансировать любое синфазное напряжение, т.е. исключить влияние помехи, которая возможна в случае большой длины проводов от датчиков давления 21 и 22.

Усилитель 36 с резисторами 40 и

41, имеющими равное сопротивление, образует дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления, равным 1, и нагружен на резистор 43.

На операционных усилителях 44 и .

45 собраны компараторы 25 и 26 с положительной обратной связью, которая обеспечивает быстрое переключение с положительной полярности на и обратно в зависимости от величины и знака сигнала на входе, а также исключает ложные срабатывания. Резисторы 46 - 49 служат для выбора глубины обратной связи.

Сигналы максимального и минимального пороговых уровней срабатывания подаются на прямой вход усилителей 44 и 45 с резистивных делителей 50 и 51 и 47 и 49 напряжения соответственно.

С. выходов компараторов 25 и 26 сигналы поступают на входы оптронов 27 и 28, которые подключают задерживающие цепочки 29 и 30 к блоку 23 питания. Задерживающие цепочки 29 и 30 собраны на RC -цепочках

52 и 53 и 54 и 55 и динисторах 56 и 57.

От задерживающих цепочек 29 и 30 сигналы поступают на входы бесконтактного тиристорного переключающего блока 31, осуществляющего требуемую последовательность подключения (отключения ) электромагнитов 17 и 18 распределителя 12 к блоку 23 питания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания насоса 11 одновременно к блоку питания через переключающее устройство 31 подключается электромагнит 17, при этом трехпозиционный распределитель 12 занимает левое положение, соединяя рабочие камеры 7 и 8, 13 и 14 с насосом 11 по дифференциальной схеме.

На этой ступени регулирования при задании угла перекладки плунжер 4 перемещается с максимальной скоро-. г ью. I

Переключение клапана 20 приводит к тому, что при работе рулевой машины с нагнетающей магистралью соединен датчик 21 давления, а с всасывающей магистралью — датчик 22. сигналов, снимаемых с датчиков 21

969595

При дальнейшем уменьшении перепада до величины минимального порогового уровня сигнал о его значении 65 и 22, усиливается в дифференциаль- ном измерительном усилителе 24 и подается на входы компараторов 25 и 26.

Как только величина разности сигналов становится больше величины 5 верхнего порога операционного усилителя 44, компаратор 25 опрокидывается и на его выходе появляется отрицательное напряжение, что приводит к открытию оптрона 27, и сигнал максимального уровня перепада дав ления через задерживающую цепочку 29 поступает на управляющий электрод тиристора выключения в переключающем блоке 31. Происходит отключение электромагнита 17, и привод рулевой машины переходит на вторую ступень регулирования, скорость перекладки уменьшается.

После переключения некоторое время в камерах 13 и 8 (14 и 7) остается давление, равное или несколько меньшее величины максимального порогового уровня, в то время как величина перепада давления уменьшается до значения, несколько большего минимального порогового уровня.

Компаратор 25 возвращается в прежнее состояние. При этом не происходит его ложного срабатывания в том случае, если давление в нагнетающей магистрали больше максимального порогового уровня, так как сигнал снимаемый с дифференциального измерительного усилителя 24, определяется разностью сигналов, снимаемых с датчиков 21 и 22 (резисторов 32 и 33).

При дальнейшей перекладке руля и возрастании перепада давления до максимального порогового уровня сигнал о его значении поступает через задерживающую цепочку на управляющий электрод тиристора включения в блоке 31, происходит подключение электромагнита 18 и привод переходит на третью ступень регулирования. Ско- 45 рость перекладки становится минимальной, и исполнительный механизм обеспечивает максимальные значения крутящего момента на баллере.

При обратной перекладке руля и 56 уменьшении перепада давления до минимального порогового уровня срабатывает компаратор 26 (на выходе усилителя 45 появляется отрицательное напряжение), открывается оптрон 5$

28 и сигнал минимального уровня дав.ления поступает через задерживающую цепочку 30 на управляющий электрод .,тиристора выключения .с блока 31. Происходит отключение электромагнита 18, щ и привод переходит на вторую ступень регулирования. поступает по той же схеме на управляющий электрод тиристора включения в блоке 31. Происходит включение электромагнита 17, и привод переходит на первую ступень регулирования.

Технико-экономический эффект предлагаемой рулевой машины заключается в повышении на 20-30Ъ быстродействия перекладки руля и достигается за счет того, что устройство управления распределителем работает по сигналу перепада давления в магистралях. Это исключает ложные срабатывания устройства управления при переключении ступеней регулирования рабочего объема исполнительного механизма.

Формула изобретения

1. Гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный многокамерный механизм, связанный гидравлическими магистралями с насосом и трехпоэиционным распределителем с электромагнитным управлением, устройство управления распределителем, включающее блок питания, задерживающие цепочки, тиристорный переключающий блок постоянного тока с тиристорами включения и выключения электромагнитов распределителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости перекладки руля, устройство управления распределителем содержит пороговый эле-. мент перепада давления с двумя .пропорциональными датчиками давления, двухходовой клапан переключения, дифференциальный измерительный усилитель; два компаратора с максимальным и минимальным порогдвыми уровнями срабатывания и два тиристорных оптрона, причем упомянутые пропорциональные датчики давления связаны гидравлически через двухходовой клапан переключения с нагнетающей и всасывающей магистралями насоса, выходы пропорциональных датчиков давления подключены к входам дифференциального измерительного усилителя, а выход последнего соединен с входами компараторов, выходы которых подключены к входам тиристорных оптронов, нри этом аноды тиристоров последних подключены к блоку питания, а катоды их подключены к задерживающим цепочкам.

2. Машина по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что дифференциальный измерительный усилитель содержит три операционных усилителя с резисторами на выходе, а каждый компаратор содержит операционный усилитель с резистивными делителями напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 770927,кл. В 63 Н 25/30,03.07.78 (прототип).