Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1. теор. вопросы и ответы экзамена по СЭП.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.74 Mб
Скачать

3.7. 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 ) состоит 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 – манипулятор насоса

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

3.8. Лопастные рулевые машины

По числу лопастей различают два вида рулевых машин:

1. двухлопастные;

2. трехлопастные.

Рис. 10.10. Устройство 2-лопастного гидродвигателя рулевой машины: 1 – корпус гидродвигателя; 2 – баллер руля; 3 – лопасти; 4 - трубопроводы

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 перемычками 4.

3.9. Поршневые машины с качающимися ци­линдрами

Рулевые машины рассматриваемого типа используют­ся в отечественном и иностранном судостроении.

Типовая схема приво­да с двумя рабочими цилиндрами, наиболее распространенная на мор­ских судах, показана на рис. 10.12.

Рис. 10.12. Кинематика рулевой машины с качающимися цилиндрами

4. Приводные электродвигатели насосов постоянной и переменной подачи

Предназначены для непрерывного вращения насоса постоянной или переменной подачи с постоянной угловой скоростью.

Мощность электродвигателя через гидравлическую передачу передается на перо руля. Вращающий момент на баллере руля зависит от водоизмещения судна – чем больше водоизмещение, тем больше вращающий момент. Таким образом, мощность приводных электродвигателей насосов зависит от водоизмещения судна и может составлять от нескольких десятков кВт ( для судов водоизмещением около 10 000 б.р.т. - 50-70 кВт ) до не-

скольких сот кВт.

Наибольшее распространение в качестве приводных двигате­лей насосов рулевых приводов имеют 3-фазные короткозамкнутые асинхронные электродвигатели.

11. Структурные схемы управления судов с использованием электромеханического и электрогидравлического рулевых приводов.(схемы см. в эл. виде).

1.3. Состав рулевого электропривода

Угловое перемещение руля, не­обходимое для поворота судна, осуществляется с помощью силового электропривода.

Электроприводом производится перекладка руля, его остановка, реверсирование, регулирование скорости и т. д. В состав рулевого электропривода входит исполнительный электродвигатель ИД, передаточный механизм (рулевая машина) РМ, система управле­ния рулем , 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 )

На рис. 10.2 показана общая структурная схема управления судном, где выходными звеньями являются руль Р и судно С.

Система управ­ления включает в себя следующие элементы:

  1. ПУ - пост управления ( командное устройство ).

Основной пост располагается в рулевой рубке. Он имеет переключатели для перехода на предусмотренные виды руч­ного или автоматического управления рулем и элементы контроля ис­правного состояния наиболее важных звеньев привода;

2. У – усилитель.

Усилитель может быть линейный, полупроводниковый, релейный, электромашин­ный (генератор с приводным электродвигателем), магнитный, гидрав­лический, комбинированный;

3. СРУ - счетно-решающий судовой нави­гационный комплекс, вырабатывающий алгоритм управления, автома­тически контролирующий выполнение маневров в соответствии с за­данной навигационной программой.

Наиболее часто используются сис­темы стабилизации судна на прямом курсе, где СРУ вырождается в сис­тему автоматического регулирования по отклонению курсового угла.

Все элементы такой системы комплектуются в колонке основного пос­та управления.

Рис. 10.2, а характеризует структуру рулевого электромеханичес­кого (РЭМ) привода Здесь перекладка руля производится непосред­ственно исполнительным двигателем, который работает в повторно-кратковременном режиме с частыми пусками и торможениями.

На рис. 10.2, б представлена общая структура рулевого электрогидравлического (РЭГ) привода, где ИД вращает с постоянной скоростью насос Н. Управление рулем производится посредством сервомеханиз­ма ИМ, изменяющего подачу масла на гидравлическую рулевую машину РМ.

Система контроля служит для проверки исполнения задания (дейст­вия) по перекладке руля и результатов его воздействия на судно. В сис­тему контроля входит рулевой указатель - аксиометр А, позволяю­щий определить положение пера руля относительно диаметральной плоскости, и репитер гирокомпаса К, показывающий курс судна и его изменение. В современных рулевых приводах информационные прибо­ры контроля встраиваются в пост управления.

12. Системы управления рулевыми электроприводами. (простое, следящее, автоматическое).

По степени автоматизации управления рулевые электропри­воды разделяются на приводы:

  1. простого;

  2. следящего;

  3. автоматиче­ского действия.

Простое действие или управление по времени.

При простом управления в качестве органов управления используют кнопки «Лево руля», «Право руля» или вертикально расположенный рычаг управления ( «джостик» ).

Руль перекладывается все то время, пока нажата одна из кнопок или рычаг выведен из нейтрального положения ( наклонен в нужную сторону ). Перекладка пре­кращается, если отпустить кнопку или вернуть рукоятку поста в исходное - нулевое по­ложение. Отсюда название – управление по времени.

Об угловом состоянии руля в каждый момент времени судят по рулевому указателю - аксиометру.

Таким образом, простое управление является неавтоматизированным.

Следящее действие или управление по пути.

При следящем управления в качестве органа управления используют штурвал поста управления в рулевой рубке.

При повороте штурвала на определенный угол в необходимую сторону ( влево или вправо относительно нулевого положения ) перо руля повернется на такой же ( или пропорциональный ) угол и автоматически остановится.

Иначе говоря, перо руля повторяет поворот штурвала, как бы следит за движением штурвала, отсюда название – следящее управление.

При этом угол поворота пера руля тем больше, чем больше угловое расстояние ( путь ) , описанное штурвалом, отсюда второе название – управление по пути.

Из сказанного следует, что у каждому положению штурвала после отработки соответствует определен­ное положение руля.

Таким образом, следящее управление является полуавтоматическим – на первом этапе управления участвует человек ( поворачивает вручную штурвал ), на втором - используются элементы автоматики ( сельсин-датчик руля в румпельном отделении ), обеспечивающие автоматическую ( без участия человека ) остановку руля.

Аксиометр является средством дополнительного контроля положения руля.

Автоматическое действие. Рулевой привод обеспе­чивает выполнение заданной программы перемещения судна. В част­ном, наиболее простом случае, решается задача стабилизации судна на прямом курсе.

В качестве органов управления используются элементы автоматики: сельсины-трансформаторы ( поста управления в рулевой рубке, пера руля в румпельном отделении, насоса Холла в исполнительном механизме ), тахогенераторы и др. .

Принципиально рулевые электроприводы могут комплектоваться для работы как от сети переменного, так и от сети постоянного тока.

В рулевых электромеханических приводах ( РЭМ-при­водах или секторных ) широко используется система генератор - двигатель.

При фор­мировании управляющего сигнала в автоматическом и следящем режи­мах в современных схемах предпочтительнее применяются элементы переменного тока ( сельсины-трансформаторы, магнитные усилители и т.п. ).

13. Электроприводы специального назначения. Подруливающее устройство . Успокоители качки.