Схемы к лекции № 1 «Электроприводы рулевых устройств»

1. Состав рулевого электропривода

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляет-

ся с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д.

В состав рулевого электропривода входит:

1.исполнительный электродвигатель ИД,

2.передаточный механизм (рулевая машина) РМ,

3.система управле­ния рулем ,

4. система контроля ( 10.2 ).

Рис. 10.2. Структурные схемы управления судном:

а – с использованием РЭМ-привода;

б - с использованием РЭГ-привода;

I – ручное управление; II – автоматическое управление; III – управляющая программа; IV – изготовка;

- С – судно;

- Р – руль;

-ПУ – пост управления рулем;

-У - усилитель;

-ИД – исполнительный двигатель;

-ИМ – исполнительный механизм( насоса в электрогидравлических рулевых машинах );

-Н – насос переменной или постоянной производительности ( в электрогидравлических рулевых машинах);

-РМ – рулевая машина;

-СРУ – счетно-решающее устройство ( навигационный комплекс );

- А – аксиометр ( рулевой указатель );

-К – репитер гирокомпаса ( сельсин-приемник гирокомпаса )

2. Электромеханические передачи

Обычно применяют механические приводы трех типов: винтовые, секторные и штуртросовые. На морских судах основное применение получили секторные передачи (рис. 10.3 ).

Рис. 10.3. Рулевой электропривод с секторной передачей

Электродвигатель 1 через червяк 2 и червячное колесо 3 вращает цилиндрическую шестерню 5, входящую в зацепление с зубчатым сектором 6. Сектор надет на верхнюю часть баллера руля 8 и свободно на нем поворачивается влево и вправо от диаметраль­ной, плоскости на 35-40°.

Ниже сектора на баллер надет и закреплен шпонкой румпель 7, который соединен с сектором двумя буферны­ми пружинами 4, играющими роль амортизаторов. Они защища-

ют механизм от динамических усилий, возникающих при ударах волн о перо руля.

Аварийный ручной привод руля выполнен при помощи штурвальных колес 13, враща

ющих вертикальный вал, на котором находится шестерня 14. Маховичком 15 ее вводят в зацепление с малым сектором 12, соединенным с баллером шпонкой.

Румпель можно закрепить неподвижно в любом положении стопорными колодка-

ми 10, прижимаемыми к ее секторной части винтом 9 с рукояткой-трещоткой 11. Это бывает нужно в случае выхода из строя рулевою механизма.

Червячная пара - самотормозящаяся, так как КПД ее равен 0,5. Эта непременная особенность рулевых приводов вызвана необходи­мостью удержать руль, переложенный на борт во время движения судна в том положении, в каком он оказался после остановки ЭД.

Передаточное число для секторных приводов находится в пределах 1500-2500. Об-

щий КПД передачи обычно составляет 0, 4…0,5, а мощность рулевого ЭД не превышает 70 кВт.

Секторные передачи распространены на судах среднего и малого водоизмеще-

ния.

3. Электрогидравлические передачи

3.1. Основные сведения

Увеличение водоизмещения и скорости судов требует увеличения моментов на бал

лере рулей. Значения моментов для больших современных судов измеряется тысячами и десятками тысяч килоньютоно метров ( кН*М ). Например, на японских сепертанкерах дедвейтом 500 тыс. т максимальный момент на баллере достигает 10 000 кН*м.

При таких значениях моментов механические ( секторные ) передачи становятся громоздкими и неэффективными из-за значительных затрат энергии.

Поэтому на современных судах применяют гидравлические рулевые машины, которым присущи следующие достоинства:

1. возможность получения практически неограниченных моментов на баллере;

2. плавное и точное регулирования привода;

3. малые вес и размеры.

Эти достоинства позволили разработать гидравлические рулевые машины с не-

большими моментами на баллере и тем самым вытеснить механические рулевые маши-

ны.

Промышленность выпускает гидравлические рулевые машины в виде типизирован-

ного ряда с номерами Р01-Р36, причем рулевые машины типов Р01…Р10 имеют насосы постоянной подачи, а остальные рулевые машины – насосы регулируемой подачи ( табли

ца 10.1. ).