книги из ГПНТБ / Нечаев П.А. Электронавигационные приборы учебник

Клинкет (рис. 153) предназначен для установки в рабочее поло­

жение приемной трубки лага.

Клинкет крепится фланцем <3 к стальному опорному кольцу, прива­ риваемому к днищу судна. Между фланцем клинкета и его станиной 1 прокладывается брезентовая прокладка 5, пропитанная свинцовым суриком. В средней части корпуса 2 клинкета имеется запорный кла­ пан, состоящий из винта 6 и заслонки 10\ при вращении штурвала 7 заслонка перемещается по резьбе винта и герметично закрывает клин­ кет или открывает его. Герметичность между винтом 6 и корпусом клин­ кета достигается сальником 9, имеющим сальниковую набивку 8.

В верхней части станины 1 имеется резьба, в которую вворачивается

гайка приемной трубки.

Крановый распределитель с воздухособирателями предназначен для: переключения гидравлических линий лага в различные положе-

270

ний; удаления воздуха из гидравлической системы лага; проверки гид­ равлических магистралей на отсутствие засорения.

Каждому положению кранов соответствует определенный режим по­ ступления воды. Внешний вид кранового распределителя и его устрой­ ство показаны на рис. 154. Распределитель состоит из корпуса, в кото­ ром расположены воздухособиратели б и 7 и вмонтированы игольчатые краны 1, 2, 3, 4 и 5. Краны 3 и 5 — запорные, с их помощью трубопро­ воды подключаются к сильфонному аппарату. Кран 4 уравнительный, с его помощью уравнивается давление в верхней и нижней полостях сильфонного аппарата. Краны 1 и 2 сливные, с их помощью удаляется воздух из гидравлической системы лага (лаг «продувается»).

Ю / 6 7 2

Для правильной установки кранов в нужное положение на корпусе распределителя укреплена схема (рис. 154, в). При эксплуатации лага предусматриваются следующие положения кранов.

«Рабочее» — статическая полость и полость полного давления со­ единяются с соответствующими трубопроводами.

«Нулевое» — в обе полости сильфонного аппарата подается одина­ ковое давление. Трубопроводы сообщаются друг с другом.

«Промывка» — через краны 1 и 2 из системы трубопроводов уда­ ляется воздух, одновременно трубопроводы проверяются на отсутствие

бронзовые баллончики, в верхней части которых имеется кран для вы­ пускания скопившегося в нем воздуха, проникающего вместе с водой в приемную трубку.

Для обеспечения нормальной работы лага верхние краны 1 и 2 воздухособирателей следует периодически открывать и держать их открытыми до тех пор, пока из сливных трубок потечет вода без пузырь­ ков воздуха.

271

Д ы х а т е л ь н ы й к л а п а н — специальное устройство, с по­ мощью которого можно уменьшить рабочее отверстие гидравличес­ кого трубопровода и тем самым предотвратить действие на сильфон резких изменений давлений, которые возникают на качке и вол­ нении.

Дыхательный клапан имеет рабочее отверстие диаметром 0,5 мм. Т р у б о п р о в о д ы , по которым передается давление от прием­

ких дюритовых шлангов к трубопроводам из красной меди.

Рис. 155. Сильфонный аппарат (продольный разрез):

272

Сильфонный аппарат, или приемник давления, является чувстви­ тельным элементом лага.

Как было указано выше, он представляет собой механический диф­ ференциальный манометр.

Название «сильфонный аппарат» приемник давления получил пото­ му, что имеющаяся в нем диафрагма выполняется в виде цельнодавле­ ных металлических мехов, которые называются сильфоном. Суммарное и статическое давления, поступающие в сильфонный аппарат, преобра­ зуются в нем в динамическое давление, действующее на механизм цент­ рального прибора.

Разрез сильфонного аппарата лага МГЛ-25 дан на рис. 155. Внутри бронзового корпуса 1 находятся три сильфона. Большой, малый верх­ ний и малый нижний сильфоны соединены основанием 11 (мембраной) большого сильфона. В центре мембраны запрессован конический упор 12, на который опирается шток 7, поджимаемый пружиной к упору 4 штока. Сверху сильфонный аппарат закрывается крышкой 6 с помощью болтов. Большой сильфон, малый верхний сильфон и часть крышки об­ разуют верхнюю герметичную полость, которая называется статиче­ ской полостью. Большой сильфон, малый нижний сильфон и корпус сильфонного аппарата образуют нижнюю герметичную полость, назы­ ваемую полостью полного или суммарного давления (эту полость иног­ да называют динамической).

Верхняя статическая полость с помощью штуцера 8 соединяется с трубопроводом статического давления. Нижняя полость соединяет­ ся через штуцер 10 с трубопроводом полного или суммарного дав­ ления.

Действие сильфонного аппарата заключается в следующем. Когда судно приобретает скорость, в нижней полости создается полное дав­ ление, а в верхней — статическое. На основание большого сильфона (мембрану) будет действовать результирующее давление, равное раз­ ности полного и статического давлений, т. е. равное динамическому дав­ лению. Под действием этого давления основание большого сильфона, а следовательно, и шток пойдут вверх. При этом будет приведен в дей­ ствие механизм центрального прибора. Таким образом, большой силь­ фон имеет своим назначением воспринимать динамическое давление и передавать его через шток в центральный прибор лага. Верхний малый сильфон обеспечивает крепление штока к основанию большого силь­ фона в воздухе, что позволяет обеспечить герметичность верхней полостибез использования сальника. Нижний малый сильфон компенсиру­ ет действие верхнего малого сильфона.

Для удаления воздуха из полостей сильфонного аппарата при за­ полнении его водой служат два крана 9. Для слива воды из верхней и нижней полостей сильфонного аппарата имеются пробки 14 и 13.

Центральный прибор лага

Центральный прибор лага имеет своим назначением преобразовать механическое усилие, передаваемое ему через шток сильфонного ап­ парата, в показания скорости судна и пройденного расстояния.

273

13 начнут приподниматься. Шток, приподнимаясь, будет действовать на пяту 11 рычага 10 с силой

F = Рд Q,

где Q — площадь большого сильфона, воспринимающая это давление.

Рис. 157. Кинематическая схема центрального при­ бора:

Л-каретк а счетчика; 27 -ш кала скорости; 2 8 - электро-' двшатель «Скорость»; 29 — сельсин-датчик скорости^

275

Усилие, передаваемое через шток на рычаг, создает относительно оси вращения рычага момент силы

М = Fr = P^Qr,

где г — плечо пяты рычага 10.

Таким образом, гидродинамическое давление, воспринимаемое чувствительным элементом лага, преобразуется в нем в механическое усилие, действующее через шток 13 на рычаг 10 компенсационной си­ стемы. Это усилие оказывает на рычаг вращающий момент, под дей­ ствием которого рычаг поворачивается вокруг своей оси 14 против ча­ совой стрелки. При этом скользящий контакт 16, прикрепленный к

Скорость

У

Рис. 158. Кинематические схемы узлов:

а — компенсационной системы; б — пройденного расстояния

рычагу 10, смещается влево из среднего положения и включает электро­ двигатель 28 «Скорость», называемый также электродвигателем ско­ рости. Электродвигатель 28 через систему механических передач развер­ нет коноид 5 (пространственный кулачок). При увеличении скорости судна коноид будет поворачиваться по часовой стрелке, при этом его радиус будет увеличиваться. На рабочую поверхность коноида упи­ рается сферический щуп 2, скрепленный с кареткой 6. Вращение коно­ ида отклонит щуп и каретку вправо вокруг оси 15 каретки. С кареткой 6 скреплен верхний конец компенсационной пружины 9. Поворот ка­ ретки поворачивает пружину вокруг точки ее крепления на рычаге

276

10 и изменяет направление действия силы натяжения пружины Р, Появится плечо

а = /sinoc,

где / — длина рычага 10\ а —- угол отклонения пружины от нулевого положения.

Вследствие этого появится момент силы натяжения компенсацион­ ной пружины 9 относительно оси 14 вращения рычага 10. Момент пружины будет равен

М г = Plsma.

Этот момент стремится развернуть рычаг по часовой стрелке, т. е. противодействует внешнему моменту, создаваемому штоком сильфон­ ного аппарата. Поворот коноида, а следовательно, и пружины будет продолжаться до тех пор, пока не станут равными по величине моменты М и М 1. Равенство указанных моментов и является условием компен­

скорости будет происходить аналогично. Для компенсации большего момента, передаваемого через шток на рычаг, следует увеличить момент силы натяжения компенсационной пружины. Для этого коноид и шкала скорости должны развернуться электродвигателем 28 на больший угол, при котором и наступит компенсация.

При уменьшении скорости судна момент, создаваемый штоком силь­ фонного аппарата, станет меньше момента компенсационной пружи­ ны 9. Условие компенсации, т. е. равенство моментов М и М г, нарушит­ ся, и под действием пружины 9 рычаг 10 отклонится вправо. При этом скользящий контакт 16 отойдет от нейтрального положения вправо и включит электродвигатель 28, который начнет разворачивать в обрат­ ном направлении коноид и шкалы скорости. Это, в свою очередь, начнет уменьшать момент компенсационной пружины. Когда момент, созда­ ваемый этой пружиной, станет равен моменту, создаваемому гидроди­ намическим давлением, рычаг возвратится в нейтральное положение, а скользящий контакт вновь остановит электродвигатель «Скорость». На шкале скорости при этом будет отмечаться новое, меньшее, значе­ ние скорости.

Таким образом, каждому значению гидродинамического давления соответствует определенный угол разворота каретки и компенсацион­ ной пружины.

Профиль коноида рассчитывается так, что его радиус изменяется пропорционально квадрату угла его поворота. Благодаря этому шка­ ла скорости получается линейной.

277

От коноида 5 вращение также передается на сельсин-датчик ско­ рости 29, дистанционно передающий показания скорости на репи­ теры.

Узел пройденного расстояния служит для ведения непрерывного счета пути, пройденного судном, автоматически умножая мгновенное значение скорости на время.

Узел пройденного расстояния (см. рис. 157 и 158, б) состоит из электродвигателя 23 «Время», называемого также электродвигателем времени, фрикционного конуса 19, каретки 26 с роликом 24, десятично­ го счетчика 20 и датчика пройденного расстояния 22.

Электродвигатель «Время» 23 получает питание при включении лага и вращается с постоянной скоростью. Через механическую переда­ чу этот двигатель вращает фрикционный конус 19, на который опирает­ ся фрикционный ролик 24, укрепленный в каретке 26. Каретка, имея внутреннюю резьбу, навинчена на ходовой винт 25, который, в свою очередь, связан передачей с электродвигателем «Скорость» 28. При вращении электродвигателя «Скорость» каретка получит возвратнопоступательное движение вдоль оси ходового винта. При сборке дан­ ного механизма каретка устанавливается таким образом, чтобы фрик­ ционный ролик 24 находился на вершине фрикционного конуса 19. В этом случае ролик не будет вращаться даже в случае вращения фрик­ ционного конуса. Когда судно получает движение и электродвигатель «Скорость» начинает работать, каретка 26 начинает перемещаться по ходовому винту 25. При этом ролик фрикционного механизма будет перемещаться по образующей конуса от вершины к основанию. Чем больше будет скорость судна, тем дальше от вершины конуса переме­ стится ролик.

В точке касания ролика и конуса их линейные скорости будут оди­ наковы. Известно также, что линейная скорость вращающейся точки прямо пропорциональна угловой скорости ее вращения и удалению дан­ ной точки от оси ее вращения. Следовательно, для точки касания будет справедливо равенство

юкЯ = юрС

гдесо,, ‘— угловая скорость конуса, об/мин; ©о 1— угловая скорость ролика, об/мин;

R ■— радиус конуса в месте касания его с роликом, мм; г — радиус ролика, мм.

Из приведенного равенства следует, что угловая скорость ролика будет

а число оборотов п ролика за время t

278

В полученном выражений сок и г являются конструктивными по­ стоянными величинами фрикционного механизма, и их отношение мож­ но заменить постоянным коэффициентом А; тогда

п = ARt.

Итак, число оборотов ролика фрикционного механизма за время t пропорционально радиусу R конуса в точке касания его с роликом и времени t. Указанный радиус конуса, т. е. положение ролика на по­ верхности фрикционного конуса, зависит от степени поступательного перемещения каретки 26 по ходовому винту 25, т. е. зависит от скорос­ ти судна. Таким образом, число оборотов и ролика за время Сбудет в определенном масштабе выражать пройденное судном за время t рас­ стояние. \

Вращение ролика 24 через трибку 21 и зубчатую передачу передает­ ся на счетчик 20 пройденного расстояния. Кроме того, ролик 24 через систему зубчатых передач вращает ротор датчика 22 пройденного рас­ стояния.

Для обеспечения требуемой точности определения пройденного судном расстояния угловая скорость фрикционного конуса должна быть строго постоянна. Ввиду того что конус приводится во вращение электродвигателем 23 «Время», скорость вращения которого может ме­ няться при изменении питающего напряжения, в центральном прибо­ ре лага предусмотрен специальный часовой регулятор 17 для стабили­ зации оборотов этого двигателя.

Часовой регулятор оборотов работает по принципу уравнивания скоростей вращения электродвигателя и часового механизма. Схема часового механизма дана на рис. 159.

Электродвигатель «Время» приводит во вращение контактный диск 5. На контактном диске расположены три контактных кольца 7, две контактные ламели 6 и контактная ламель 3. Каждая из ламелей со­ единена с соответствующим контактным кольцом. Вращение контакт­ ного диска закручивает пружину 9, прикрепленную к его центру. Вто­ рой наружный конец пружины скреплен с диском 2, который и приво­ дится во вращение пружиной 9. Собачка 11, расположенная на этом диске, через храповое колесо 10 и зубчатую передачу подзаводит при­ ставной часовой механизм 1. Таким образом, заводная пружина сообща­ ет часовому механизму импульсный момент от электродвигателя «Вре­ мя» и приводит диск 2 во вращение с постоянной угловой скоростью. С диском 2 скреплен скользящий контакт 4, который замыкает ламели 6, включенные в цепь управления питанием электродвигателя «Время». Положение следящего контакта на ламелях будет зависеть от соотноше­ ния между угловыми скоростями контактного диска 5, вращаемого дви­ гателем «Время», и диска 2, вращаемого пружиной 9 с постоянной уг­ ловой скоростью.

В данном часовом регуляторе используется схема двухскоростного регулирования. Двигатель «Время» может иметь только две скорости: одну — несколько меньше средней (номинальной) и другую — больше средней. Если скорость электродвигателя «Время» будет больше сред­ ней, контактный диск 5 будет вращаться быстрее. При этом скользя­

279