12.Объясните устройство и принцип действия рулевой машины с насосами переменной подачи

В зависимости от принципа действия, различают три вида гидравлических рулевых машин:

1. плунжерные;

2. лопастные;

3. с качающимися цилиндрами.

Плунжерные рулевые машины

Плунжерные рулевые машины по числу плунжеров ( цилиндров ) делятся на два

вида:

1. двухплунжерные ( двухцилиндровые );

2. четырехплунжерные ( четырехцилиндровые ).

Рассмотрим поочередно эти два вида рулевых машин.

Рулевой электропривод с 2-плунжерной гидравлической передачей (рис. 10.8 ) со-

стоит из электродвигателя 1, насоса 2, гидравлических ци­линдров 3.

Рис. 10.8. Устройство электрогидравлического 2-плунжерного рулевого привода:

1 – электродвигатель насоса; 2 – насос; 3 – гидравлический цилиндр; 4 – клапан

предохранительный перепускной; 5 – баллер руля; 6 – трубопровод; 7 – манипу-

лятор насоса

Принцип действия передачи с насосом переменной подачи состоит в следующем.

При нейтральном положении манипулятора 7 на­сос работает вхолостую, не вызы-

вая нагнетания рабочей жидкости ни в правую, ни в левую ветвь трубопровода 6. При этом баллер руля 5 остается неподвижным.

Отклонение манипулятора в ту или иную сто­рону вызывает нагнетание рабочей жидкости в соответствующий гид­равлический цилиндр 3 и отсасывание ее из противопо-

ложного цилинд­ра. Благодаря этому плунжеры цилиндров начнут перемещаться и по­ворачивать румпель 5 в заданную сторону.

Движение плунжеров бу­дет продолжаться до тех пор, пока манипулятор не возвра

тится в нейт­ральное положение, при котором давление в цилиндрах станет одина­ковым.

Во избежание чрезмерного повышения давления в рабочих ци­линдрах в случае заклинивания рулевого привода устанавливают пре­дохранительный перепускной клапан 4, автоматически открывающий­ся при давлении жидкости, превышающем рабочее на 10-15 %.

Для больших мо­ментов на баллере руля устанавливают проверенные на практике на­дежные 4-плунжерные приводы. Направление и угловую скорость баллера руля регули

руют насосом переменной подачи или реверсированием и изменением частоты вращения электродвигателя при использовании насоса постоянной подачи.

Принципиальная схема четырехплунжерной рулевой установки представлена на рис. 10.5.

В румпельном отде­лении на фундаментах симметрично относительно баллера руля устанавливаются четыре цилиндра 1, 10 и 2, 8. Оси цилиндров парал­лельны.

В цилиндрах перемещаются плунжеры 3, 6 и 9, 16, которые попарно связаны между собой специальной соединительной рамой.

Рис. 10.9. Принципиальная схема четырехплунжерной рулевой машины:

I – подача и слив масла

13. Объясните устройство и принцип действия лопастной рулевой машины

Лопастные рулевые машины

Наряду с плунжерным рулевым приводом применяют лопастные ( рис. 10.10,

10.11 ).

Лопастные рулевые машины обладают сравни­тельно с плунжерными лучшими массогабаритными характеристика­ми.

По числу лопастей различают два вида рулевых машин:

1. двухлопастные;

2. трелопастные.

Рассмотрим устройство двухлопасной рулевой машины( рис. 10.10 ).

В корпусе гидродвигателя 1 на баллере руля 2 устанавлива­ют лопасти 3. Перемыч

ки и лопасти разделяют рабочий объем на четыре полости А, Б, В, Г.

Рабочая жидкость по трубопроводам 4 поступает одновременно или в полости А, Г или в полости Б, В, перемещая ло­пасти и вращая баллер руля. Полости расположены под углом 180°, что уравновешивает давление жидкости на внутренние стенки корпуса.

Рис. 10.10. Устройство 2-лопастного гидродвигателя рулевой машины:

1 – корпус гидродвигателя; 2 – баллер руля; 3 – лопасти; 4 - трубопроводы

Рассмотренный рулевой привод применяется на судах малого и среднего водоизме-

щения.

На более крупных судах используются трехлопастные рулевые машины. Ос­новные поставщики таких машин - фирмы АЕГ (ФРГ), «Фриденбо» (Норвегия) разра­ботали нормализованные ряды таких машин с моментом на баллере до 400 кН-м ( 40 Тм ).

Принципиальная схема 3-лопастной рулевой машины показана на рис. 10.11.

Рис. 10.11. Схема 3-лопастной рулевой машины

Трехлопастной ротор 1, являющийся румпелем, насажен на верхнюю часть головы баллера 2. Этот ротор помещен в цилиндр 3, раз­деленный тремя перемычка

ми 4.

Последние делят общий объем цилиндpa на три рабочие полости, каждая из которых делится лопастью рото­ра на две части А и Б. Цилиндр крепится к палубе посредством амортизирующего устройства.

При нагнетании масла в по­лость А и сливе его из полости Б ротор и баллер будут поворачи­ваться против часовой стрелки. При подаче масла в полость Б – наоборот.

Подвод и слив масла производятся через перемычки ци­линдра от общих магистралей «а» и «б», связанных с насосом. В днище и крышке силового цилиндра пре-

думотрены сальниковые уплотнения из маслостойкой резины. Уплотне­ния имеются также между зерка­лом цилиндра и торцом каждой лопасти и между перемычками и ступицей ротора.

Для ограничения утла поворота ротора в одной из лопастей имеет­ся пружинный двухсторонний клапан 5, который сообщает полости А и Б между собой при достижении предельных значений перекладки руля.

Наличие сложных уплотнений снижает объемный к.п.д. машины, ограничивает допустимые рабочие давления масла до 4,00 - 6,50 МПа ( 40-65 at ), что является недостатком привода, не позволяющим его использовать при моментах на баллере, превышающих 400-500 кН*м.