Судовая рулевая машина Советский патент 1981 года по МПК B63H25/30 

(54) СУДОВАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к гидравлическим рулевым машинам с силовыми исполнительными механизмами поршневого тип связанными с румпелем руля посредством качающихся элементов.

Известна гидравлическая рулевая машина, содержащая гидронасос регулируемой производительности, гидравлически соединенный с рабочими камерами силовых исполнительных гидроцилиндров, штоки которых шарнирно соединены с ползунами, установленными в направляющих румпеля и кинематически связанными с выходными звеньями управляющего силового элемента, полости которого гидравлически соединены через золотниковый распределитель и клапан переключения с рабочими камерами силовых исполнительных гидроцилиндров 1.

Недостатком известной гидравлической рулевой машины является ма.пый КПД из-за применения открытой системы питания исполнительных цилиндров .

Цель изобретения - повышение КПД рулевой машины.

Указанная цель достигается тем, что гидравлическая рулевая машина

снабжена 1вумя обратными клапанами и следящим золотниковым устройством подпружиненный золотник которого посредством дифференциального рычага и дополнительных механических связей шарнирно соединен с подвижными элементами силовых исполнительных гидроцилиндров и гидравлически соединен с упомянутыми золотниковым распределителем и клапаном переключения-, причем обратные клапаны установлены в гидролиниях, соединяющих упомянутый гидронасос с гидролинией, связывающей следящее золотниковое устройство и клапан переключения с возможностью перепуска рабочей жидкости по направлению к упомянутому гидронасосу, а управляющий силовой элемент установлен соосно с направляющими румпеля и выполнен.в виде двух гидроцилиндров с двумя поршнями, соответственно связанными с упомянутыми полз унами, а также тем, что упомянутые механические связи выполнены в виде шарнирно соединенных тяг и кривошипов .

Ла чертеже изображена гидромеханическая схема гидравлической рулевой машины с качающимися гидроцилиндрами.

Гидравлическая рулевая машина состоит из гидронасоса 1 переменной производительности, гидравлически соединенного через трубопроводы 2 и 3 с рабочими камерами силового исполнительного механизма 4, состоящего из силовых исполнительных гидроцилиндров, соединенного с румпелем 5 руля. Румпель 5 выполнен с направляющими 6 и 7 и с установленными в них ползунами 8 и 9, соединенными со штоками 10 и 11 управляющего силового элемента 12, который имеет два поршня 13 и 14,образующие штоковые а, б и бесштоковые в, г рабочие полости. Рабочие полости а, «Г, ,, ъ через трубопроводы 15, 16, 17 и 18 гидравлически связаны с клапаном 19 переключения, подключенным через трубопроводы 20 и 21 к магистралям 2 и 3 гидронасоса 1. Клапан 19 переключения через трубопроводы 22 и 23 связан со следящим золотниковым устройством 24, которое трубопроводом 25 непосредственно связано с золотниковым распределителем 26, а через обратные клапаны 27 и 28 соединено с магистралями 2 и 3 гидронасоса 1. Золотниковый распределитель 26 через трубопровод 29 соединен со следящим золотниковым устройством 24 и клапаном 19 переключения.

Предварительное поджатие золотника распределителя 26 производится пружиной 30 и регулируется с помощь регулирующего злемента 31.

Исполнительный механизм 4 с качающимися гидроцилиндрами 32 и 33 имеет поршни 34 и 35 со штоками 36 и 37, которые шарнирно связаны с ползунами 8 и 9. Гидроцилиндры 32 и 33 посредством тяг 38 и 39 шарнирно связаны с-дифференциальным рычагом

40следящего золотникового устройства 24, а посредством кривошипов

41и 42 соединены с подвижными элементами силовых исполнительных гидрцилиндров .

Работа гидравлической рулевой машины с качающимися гидроцилиндрами при перекладке руля из среднего положения на правый борт происходит в следующей последовательности.

Рабочая жидкость от гидронасоса 1 ерез трубопровод 3 подается в рабочую камеру гидроцилиндра 32, и поршень 34 со штоком 36 перемещается, осуществляя перекладку руля на правый борт.

, Рабочая жидкость из гидроцилиндра 33 вытесняется поршнем 35 через трубопровод 2 в гидронасос 1. Ф Одновременно с подачей в гидроцилиндр 32 рабочая жидкость поступает через трубопроводы 3 и 2i в клапан 19 переключения, перемещая его

золотник в крайнее правое положение при котором осуществляется следующая последовательность соединения рабочих камер управляющего гидроцилиндра 12:

полость а через трубопровод 15, клапан 19 переключения, золотниковый респределитель 26, трубопровод 29, клапан 19 и трубопроводы 21 и 3 соединяется с нагнетающей магистрал гидронасоса 1;

полость S через трубопровод 18, клапан 19 переключения, трубопровод

23,следящее золотниковое устройство 24, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1;

полость о через трубопровод 16, клапан 19 переключения, золотниковый распределитель 26, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1;

полость -г. через трубопровод 17, клапан 19 переключения, трубопровод 22, следящее золотниковое устройств

24,трубопровод 29, клапан 19, трубопроводы 21 и 3 соединяется с нагнетающей магистралью гидронасоса 1

Во время перекладки руля гидроцилиндры 32 и 33 вращаются вокруг своих неподвижных опор,, причем углы поворота гидроцилиндров из-за влияния конечной длины штоков 36 и 37 не равны между собой. Вследствие этого дифференциальный рычаг 40 вместе с золотником следящего устройства 24 смещается тягами 38 и 39 в правое положение, при котором трубопроводы 23 и 25, 22 и 29 соединяются между собой.

При описанной последовательности соединения рабочих-полостей управляющего силового элемента 12 поршень 13 обеспечи вает положение штока 10, а следовательно и ползуна 8 в крайнем правом положении. Когда золотник следящего устройства, смещаясь вправо, соединит между собой трубопроводы 23 и 25, 22 и 29, рабочая жидкость, поступая в рабочую полост 2, управляющего силового элемента 12, заставляет поршень 14 переме щаться вправо совместно с ползуном 9. Рабочая жидкость из рабочей полости сГ вытесняется в гидронасос 1. Смещение пор-иня 14 вправо продолжается до тех пор,пока угол поворота гидроцилиндра 33 не будет равен углу поворота гидроцилиндра 32, При этом дифференциальный рычаг 40 возвращает золотник следящего устройства 24 в первоначальное положение, в котором он разобщает трубопроводы 23 и 25 22 и 29. Работа следящего устройства и перемещение ползуна 9 происходит независимо от положения золотникового распреде лителя . ь . Пол- жение золотниковЫО распреде лителя 26 определяется величиной предварительного поджатия пружины 30, а также величиной давления в на нетавощей магистрали 3 гидронасоса 1 По мере роста, крутящего момента на баллере давление в напорной магистрали 3 увеличивается, и при дости жении определенной величины происходит перемещение золотникового распределителя 26 в крайнее правое положение, полость ь управляющего силового элемента 12 через трубопро вод 16,клапан 19 переключения,распр делитель 26, трубопровод 29, клапан 19, трубопроводы 21 и 3 соединяется 7 нагнетающей магистралью гидронасоса 1, а полость а через трубопровод 15, клапан 19 переключения, золотниковый распределитель 26, трубопровод 25, обратный клапан 27 и трубопровод 2 соединяется со всасывающей магистралью гидронасоса 1. Поршень 13 заставляет шток 10 и ползун 8 перемещаться влево, увеличивая эффективный радиус румпеля 5 до тех пор, пока происходит увеличение крутящего момента на баллере. Перемещение ползуна 8 и поворот гидроцилиндра 32 вызывает смещение золотника следящего устройства 24, которое в изложенной последовательности приводит к повороту гидроцилиндра 33 поршнем 14, сохраняя во всех случаях равенство объемов жидкости, вытесняемой из гидроцилиндра 33 и подаваемой в гидроцилиндр 32. Перекладка руля от правого борта в среднее положение происходит в об ратной последовательности. Переклад ка руля на левый борт происходит аналогично.. Предлагаемая машина при повышении энергоемкости в 2-2,5 раза имее КПД на 10-15% выше, чем известные. Формула изобретения 1. Судовая рулевая машина, содержащая гидронасос регулируемой производительности, гидравлически соединенный с рабочими камераьли силовых исполнительных гидроцилиндров , штоки которых шарнирно соединены с ползунами, установленными в направляющих румпеля и кинематически связанными с выходными звеньями управляющего силового элемента, полости которого гидравлически соединены через золотниковый распределитель и клапан переключения с рабочими камерами силовых исполнительных гидроцилиндров, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена двумя обратными клапанами и следящим золотниковым устройством, подпружиненный золотник которого посредством дифференциального рычага и дополнительных механических связей шарнирно соединен с подвижными элементами силовых исполнительных гидроцилиндров и гидравлически соединен с упомянутыми золотниковым распределителем и клапаном переключения, причем обратные клапаны установлены в гидролиниях, соединяющих упомянутый гидронасос с гидролинией, связывающей следящее золотниковое устройство и клапан переключения с возможностью перепуска рабочей жидкости по направлению к упомянутому гидронасосу, а управляющий силовой элемент установлен сооснб с направляющими румпеля и выполнен в виде двух гидроцилиндров с двумя поршнями, соответственно связанными с упомянутыми ползунами. 2.-Машина по п. 1, о т л и ч а ю-, щ а я с я тем, что упомянутые механические связи выполнены в виде шарнирно соединенных тяг и кривошипов . Источники информации, принятые во- внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2630828/11 24.01.79.