Рулевое устройство судна Советский патент 1992 года по МПК B63H25/34 

Изобретение относится к судостроению, в частности к передачам между рулевой машиной и рулем судна, и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1682238.

Рулевое устройство содержит руль с баллером и рычажным румпелем, рулевую машину, связанную с румпелем посредством штоков через подпружиненные со стороны баллера ползуны, установленные с возможностью перемещения вдоль плеч румпеля. Устройство снабжено также направляющими для ползунов румпеля, выполненных в форме балок, установленных на корпусе судна перпендикулярно плечам румпеля.

При перекладке руля с помощью этого устройства подпружиненные ползуны взаимодействуют с направляющими балками, создавая дополнительный момент на голо- вке баллера за счет потенциальной энергии сжатой пружины.

Однако при перекладке руля на большие углы - свыше 20-30° на борт - пружины уже успевают распрямиться на значитель- ную величину и сила взаимодействия ползу- на с направляющей, а значит и дополнительный крутящий момент снижаются по мере перекладки руля.

Цель изобретения - снижение энерго- затрат при перекладке руля ни большие углы.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены новые элементы, а именно: контур среднего участка рабочей поверхности направляющих выполнен по форме дуги окружности, радиус которой равен длине плеча румпеля при положении руля в диаметральной плоскости (ДП) судна; концевые участки контура вы- полнены по форме кривых, касательные к которым в каждой точке наклонены к оси румпеля под углами 25-45°.

На чертеже схематически изображено рулевое устройство.

Рулевое устройство содержит рулевую машину с Гидроцилиндрами 1, штоки 2 которых кинематически связаны с румпелем 3 через подпружиненные ползуны 4. На румпеле размещены одетые один на другой со- осно стаканы 5, внутри которых размещена пружина б сжатия. На стаканах 5 закреплены обухи 7 для шарнирного соединения с ползунами 4, установленными с возможностью скольжения вдоль плеч румпеля 3. Пол- зуны снабжены роликами 8 (или башмаками) для качения (или скольжения) по балкам 9, жестко закрепленным на корпусе судна перпендикулярно плечам румпеля при положении руля в ДП судна. Средние

участки рабочей поверхности каждой направляющей выполнены по форме дуги окружности с центром на оси баллера руля, а концевые участки поверхности выполнены по форме кривых, касательные к которым в каждой точке наклонены к оси румпеля при его положении в этой точке.

Устройство работает следующим образом.

При положении руля в ДП судна пружина 6 сжата, а усилие ее сжатия ТПр через ролики 8 приложено к рабочей поверхности балки 9 и направлено по нормали к ней. При перекладке руля и повороте румпеля 3 пружина 6 находится в том же сжатом положении до тех пор, пока ролики 8 продолжают обкатывать кольцевой участок контура направляющих 9 Длина дуги этого участка может соответствовать углам поворота руля а 15-30° в обе стороны от среднего положения. Когда угол перекладки руля превысит величину кольцевой дуги направляющей 9, ролики 8 ползунов 4 попадают на концевые скошенные участки направляющей, где сила сжатия пружины ТПр , направленная уже не по нормали к ее рабочей поверхности, вызывает появление на рабочей поверхности направляющей 9 составляющей вектора PN силы реакции, направленной под углом к оси румпеля и равной

Рм1 Ры Тпрз1пу .

Эта составляющая воздействует на румпель силой РХ1, направленной по нормали к оси румпеля Рх1 Pw1 cos у.

В результате на головке баллера руля появляется дополнительный крутящий момент

Мдоп Pxi(r + Д) Рм1 cos Xr + Д) Тпр sin у cos у (г + Tnp(r + A)s|n2y

При двуплечем румпеле дополнительный момент

Мдоп Тпр(г + A)sin2 у.

где г - радиус кольцевого среднего участка рабочей поверхности направляющей балки 9, равный длине плеча румпеля при положении руля в ДП судна;

Л- текущее значение удлинения пружины или - то же самое - увеличение плеча румпеля по мере поворота баллера руля

При переменной кривизне концевого участка рабочей поверхности направляющих 9, т. е. когда угол между касательной в каждой точке кривой и осью плеча румпеля в этой точке у const, величина МДОп может сохранять достаточно высокое значение до конца перекладки руля, поскольку хотя Тпр падает, но растет плечо г + Л.

5 17510526

Оптимальное значение у 25-45°, приФормула изоб.ретения

этом sin 2 у 0,766-1,0,Рулевое устройство судна по авт св. №

1682238, отличающееся тем, что, с

После выполнения судном требуемогоцелью снижения энергозатрат при переманевра рулевая машина возвращает руль5 кладке руля на большие углы, контур сред- в исходное положение. При этом ролики 8него участка рабочей поверхности ползунов, обкатывая рабочую поверхностьнаправляющих выполнен по форме дуги ок- направляющей 9, сжимают пружину 6, зара-ружности, радиус которой равен длине пле- жая ее потенциальной энергией для новогоча румпеля при положении руля в цикла работы. Энергия на эту зарядку от10 диаметральной плоскости судна, а конце- рулевой машины не требуется совсем, таквые участки контура выполнены по форме как энергия запасается за счет воздействиякривых, касательные к которым в каждой набегающего потока на переложенный наточке наклонены к оси румпеля под углами борт руль.25-45°.

I

Использование: относится к судостроению и касается передач между рулевой машиной и рулем судна. Сущность изобретения: устройство содержит румпель 3 с подпружиненными ползунами 4. Ползуны установлены с возможностью скольжения вдоль плеч румпеля и одновременно вдоль направляющих балок 9 с фигурно вы/б полненным контуром. Средняя часть контура выполнена по дуге радиусом, равным отстоянию ползуна 4 от оси баллера руля при сжатой пружине 6. Концевые ветви контура плавно скошены на высоту, равную удлинению пружины 6 при ее распрямлении, При повороте румпеля свыше заданного угла а ползуны переходят на скошенные участки направляющи, распрямляющаяся пружина 6 вызывает появление на концах румпеля дополнительных сил Рх, а на головке баллера - Дополнительного крутящего момента, направленного в сторону перекладки руля При обратном ходе руля пружина 6 сжимается за счет взаимодействия переложенного за борт руля с набегающим потоком. 1 ил TW2 о ся ю го