Классификация и конструкции электрогидравлических рулевых машин

Электрогидравлические рулевые машины, помимо насосного агрегата рулевого гидропривода, имеют следующие основные узлы: систему управления насосами регулируемой подачи (или органы распределения рабочей жидкости — золотник для машин с насосами постоянной подачи), клапанные коробки и систему трубопроводов питания; предохранительные клапаны, компенсаторы динамических нагрузок, усилители, а также ограничители мощности и другие элементы. Система трубопроводов электрогидравлической рулевой машины соединена с насосом этой машины. Система управления насосами соединена с телединамической передачей. Если машина имеет насос постоянной подачи, то распределительный золотник также имеет связь с телемотором. Авторулевой судна подключается к телединамической передаче или к золотнику распределения рабочей жидкости.

Электрогидравлические рулевые машины классифицируют по следующим признакам:
— по роду энергии, используемой для приведения в действие насосного агрегата, на электро- и парогидравлические;
— по конструктивному типу насоса — на машины с насосами регулируемой или постоянной подачи;
— по способу управления распределительными органами или насосами, приводом или рулем — на машины с простой или следящей системой управления распределительными органами, приводом и рулем. При наличии простой системы управления для поворота руля производятся отдельные операции по включению машины и ее выключению при достижении рулем необходимого угла перекладки. При следящей системе управления каждому углу поворота задающего органа (например, штурвала) соответствует пропорциональный по величине и согласованный по направлению угол поворота руля, который автоматически останавливается в заданном положении;
— по конструкции рулевого привода — на машины с нормальным плунжерным (двух- или четырехцилиндровым) приводом, плунжерным с секторно-кольцевыми плунжерами, лопастным (двух- и трехкрыльчатыми) и др.;
— по системе управления насосами — на машины с рычажной и валиковой системой управления.

Электрогидравлические рулевые машины могут иметь и другие особенности: гидроусилители (первого и второго каскада).

Аксиально-поршневые насосы типа 11Д нашли распространение в связи с применением их в последних унифицированных гидравлических рулевых машинах серии «Р». Конструкции отечественных плунжерных электрогидравлических рулевых машин разработаны под руководством инженеров В. Д. Гаврилова, И. С. Клячко, К К Воробьева, А. А. Тараканова и других. Характеристики электрогидравлических рулевых машин приводятся после рассмотрения конструкций машин. На рис. 73 приведена четырехплун-жерная электрогидравлическая рулевая машина с ра-диально-поршневым насосом регулируемой подачи, управляемым при помощи пускового электродвигателя или телемотора, передвигающего тягу рычажной системы управления (возможные направления передвижения показаны стрелками). Таким образом, при вращении штурвала точка d рычажного сервомотора переместится в положение d“ в связи с поворотом вокруг точки с (которая является неподвижной при неработающей машине). Точка b рычага также переместится вправо в точку. Так как цапфа насоса шарнирно подсоединена к точке Ь, то последняя переместится вправо в положение, изображенное на рис. 73, в. Включение в действие насоса вызывает всасывание рабочей жидкости из цилиндров и нагнетание ее в цилиндры II и III. Плунжеры переместятся влево, что вызовет поворот поперечины румпеля по часовой стрелке. Если на мостике прекращено вращение штурвала, то перемещение плунжеров поставит рычаг в положение, благодаря чему регулировочное кольцо насоса будет возвращено в среднее положение и подача насоса будет выключена. Каждому углу поворота штурвала соответствует определенное смещение и обратное смещение, вызывающее выключение подачи насоса, а следовательно, и пропорциональный повороту штурвала угол поворота пера руля. Работа рулевой машины происходит по принципу следящей системы. Для предохранения системы трубопроводов от опасных перегрузок в машине предусмотрено гидравлическое компенсационное устройство.

Если в какой-либо паре цилиндров, например I и IV, от удара волны повысится давление выше допустимого, то клапан устройства откроется и перепустит масло в цилиндры II и III. Рычаг dbc займет положение, и насос, включаясь автоматически в действие (без участия рулевого), вернет руль в положение, которое он занимал до воздействия повышенной внешней нагрузки. Для различных электрогидравлических рулевых машин подрыв клапанов устройства происходит при давлении, превышающем наибольшее рабочее на 5—10%. В рассматриваемом типе машин поворот руля на 5—10° при неподвижном штурвале сдвигает регулировочное кольцо и блок цилиндров насоса до упора, на величину максимального эксцентриситета. Угол отклонения руля может быть настолько велик, что кольцо насоса дойдет до упора, а плунжеры будут перемещаться, сжимая пружину в тяге dc. Машины, как правило, имеют два насосных агрегата. Для управления обоими насосами служит одна (рассмотренная) система рычагов. На прямых курсах обычно работает только один насос.

Недостатком рычажных систем управления насосами является невозможность использования полной подачи насосов.

Четырехцилиндровый плунжерный привод позволяет при эксплуатации машины осуществлять различные варианты переключения и производить замену уплотнений любых цилиндров без выключения рулевой машины. На рис. 74 приведена схема гидравлической рулевой машины с лопастным приводом типа РЭГ ОВИМУ-7. Эта машина разработана научно-исследовательским сектором Одесского высшего инженерного морского училища в двух вариантах, отличающихся различным конструктивным выполнением золотниково-распределительного устройства. Лопастной гидравлический привод в этой машине устанавливается непосредственно на баллере руля, что уменьшает ее габаритные размеры и позволяет вести монтажные и модернизационные работы, не выводя судно из эксплуатации.

Питание привода осуществляется лопастным насосом Г12-14 (ЛЗФ-70) постоянной подачи 73 л/мин с частотой вращения 1000 об/мин и мощностью 5,6 кВт.

Гидравлическая рулевая машина работает при давлении рабочей жидкости 40 кгс/см2. Она состоит из рабочего цилиндра, лопастного насоса с электродвигателем, золотниково-распределительного устройства, сдвоенного перепускного клапана привода, предохранительного клапана 8 насоса, пружинного буферного колпака, бака для рабочей жидкости и системы рычагов управления.

При среднем положении золотника, как показано на рис. 74, работа насоса вызовет лишь циркуляцию рабочей жидкости по кольцу в направлении, указанном пунктирными стрелками. При этом жидкость, нагнетаемая насосом под золотник, возвращается в трубопровод через правое верхнее отверстие корпуса золотниковой коробки. При вращении штурвала, находящегося в рулевой рубке, например, в правую сторону каретка телемотора перемещается вправо (в нос) в направлении, указанном сплошными стрелками, в результате чего шток золотника перемещается вправо вместе с ним. Одновременно кулачковый механизм перемещает разгружающий золотник также вправо, вследствие чего закрывается канал а и жидкость, нагнетаемая насосом под золотник, выходит через окно, открытое золотником, в трубопровод по направлению, указанному сплошными стрелками к рабочему цилиндру. Рабочий цилиндр удерживается от вращения четырьмя лапами, прикрепленными к палубе, и имеет на внутренней поверхности неподвижные крылья. Как видно из рисунка, на вертикальном валу рабочего цилиндра закреплены лопасти, жестко соединенные со ступицей сектора ранее имевшейся на судне паровой рулевой машины.

Рис. 1. Схема РЭГ ОВИМУ-7

При нагнетании жидкости в две диаметрально противоположные полости цилиндра вал с крыльями и баллер руля поворачиваются в данном случае против часовой стрелки. Поворот баллера вызовет перемещение рычага сервомотора (обратная связь), при этом рычаг поворачивается и смещает золотник до тех пор, пока закроются окна золотниковой коробки, а кулачковое устройство станет в первоначальное положение. Давление рабочей жидкости на кольцевую поверхность разгрузочного золотника совпадает с направлением действия пружин, в результате чего этот золотник сместится и откроет канал а, вследствие чего возобновится циркуляция жидкости по кольцу, указанному пунктирными стрелками. В результате руль останется в переложенном на борт положении и показания аксиометра будут соответствовать ранее заданному углу перекладки. Можно проследить по схеме, что при вращении штурвала в левую сторону баллер повернется по часовой стрелке.

Фиксатор с пружиной предназначен для уменьшения ошибки между показаниями аксиометра и действительным положением пера руля. Фиксатор не позволяет золотнику открыть окно а до полного закрытия золотником окон, т. е. до установления руля на заданный угол. В рабочем положении системы, когда происходит перекладка руля и золотник, закрывая окно а, находится в правом положении, фиксатор под действием пружины находится в нижнем положении, вследствие чего кольцевая торцевая поверхность золотника не испытывает давления, так как объем над ней соединен каналом К с отливной полостью. К концу маневра, когда в связи с прикрытием золотником окон давление в системе возрастает, фиксатор поднимается, преодолев давление пружины, и соединяет каналы полости высокого давления золотникового устройства с каналами, идущими к кольцевой поверхности, обеспечивая повышение давления на торцевую кольцевую поверхность золотника. Сила, образовавшаяся от давления на эту поверхность и совпадающая с ней по направлению действия пружины золотника, сместит его в первоначальное (допусковое) положение; окно а откроется, и давление в системе снизится.

Устройство фиксатора обеспечивает также разгрузку нагнетательной сети трубопровода при недопустимом повышении давления, выполняя в этом случае функции предохранительного клапана, хотя схемой предусматривается специальный предохранительный клапан, который срабатывает в случае заклинивания золотника (в эксплуатации случаев заклинивания не наблюдалось).

Описанная конструкция золотников распределительного устройства обеспечивает начало перекладки руля при перемещении распределительного золотника на 3 мм и смещении разгрузочного золотника на 7 мм. Начало перекладки руля происходит при смещении каретки телемотора на 6 мм, что соответствует повороту штурвала на 90°. Заданный поворот штурвала может быть уменьшен за счет удлинения толкателя разгрузочного золотника при регулировании системы путем вывинчивания его из развилки. При этом первоначальное живое сечение перепускного окна а уменьшится и потребуется меньший ход разгрузочного золотника до начала прекладки руля.

Распределительный золотник обеспечивает полное открытие окон при повороте штурвала на 1,5 оборота. При повороте штурвала на 40—60° окна открываются на 1—1,5 мм и насос перекачивает жидкость в цилиндр со скоростью 15 м/с. Чувствительность установок может быть повышена за счет уменьшения ширины окна а при определенном изменении золотника. В последней модели рулевой машины ее пуск осуществляется за 0,1 с.

Сервомотор обеспечивает работу машин и в том случае, когда в процессе перекладки руля удар волны (или другое внешнее воздействие) заставит сработать механизм возврата золотника, так как при этом руль несколько отклонится и своим движением посредством сервомотора снова закроет окно а, после чего поворот руля будет продолжаться до заданного угла перекладки.

Рулевая машина, предложенная В. В. Завишей, имеет вращающий момент на баллере при работе РЭГ-ОВИМУ-7 7—8 тс-м, наибольшее давление, развиваемое насосом, не превышает 65 кгс/см2. Сухая масса машины (с одним комплектом оборудования) — 1600 кг. На рис. 75 приведена схема РЭГ с валиковой системой управления насосами переменной производительности. Такая машина, с четырехплунжерным рулевым приводом и двумя насосами НРП, имеет широкое распространение на отечественных серийных судах.

Управление машиной предусмотрено из румпельного отделения или с мостика. В первом случае вращение штурвала через цепную передачу, при выключенной кулачковой муфте, передается валику, через систему конических передач — задающим валикам 16. Муфта двусторонняя, каждое из положений ее переводного рычага фиксируется стопором.

Рис. 2. РЭГ с валиковой системой управления НПП

Конические шестерни задающих валиков, расположенные, как и все планетарное устройство, в корпусах кулачковых дифференциалов, вращают планетарные шестерни, которые, бегая по неподвижным (в первый момент) шестерням валиков обратной связи, наклоняют траверсы и закрепленные на них секторы С. При наклоне секторов С их зубья (кулаки) выходят из впадин рычагов, в которых они находились, фиксируя среднее положение этих рычагов и нулевую подачу насосов, наклоняют рычаги и сидящие с ними на одной оси рычаги. При некотором наклоне рычагов ролики выходят из впадин колец, выкатываются

а их круглую поверхность, наклоняют рычаги на небольшой угол перемещают тяги, поворачивают рычаги относительно точки о и, смещая тягу, запускают насос на полную подачу. При перекладках руля на значительные углы и достаточно быстром вращении от штурвала валиков насосы будут развивать полную подачу, что является положительной особенностью валиковых систем с кулачковыми дифференциалами. Подача масла насосом или двумя насосами (если включены оба насоса) вызывает перемещение плунжеров привода, перекладку руля, перемещение реек и вращение шестерен, стоящих на валиках обратной связи. Вращение конических шестерен будет также воздействовать на планетарные шестерни в обратном направлении; при этом наклонение траверс приостановится. При прекращении вращения штурвала валики и шестерни остановятся. Валики и шестерни вернут («отработают») траверсы, секторы С, всю систему рычагов и тяг к насосу в среднее положение. Пружины, оттягивающие скользящие блоки насосов в среднее положение, обеспечат совпадение впадины рычагов с зубьями секторов С и попадание роликов в выемки К.

Таким образом, при управлении штурвалом каждому углу поворота штурвала соответствует определенный наклон траверс, определенное перемещение плунжеров привода, возвращающее их в исходное положение, и определенный угол поворота руля, т. е. рулевая машина в этом случае работает по принципу следящих систем.

Чтобы контролировать положения руля, рулевой может пользоваться обычным механическим аксиометром, связанным с валом штурвала. Для управления машиной с мостика применяется простая (неследящая) электрическая система телеуправления. В этом случае муфта 3 подключается к трубчатому валику муфты Федорицкого. При повороте штурвала на мостике в какую-либо сторону из среднего положения включается сначала первая, затем вторая, а в некоторых конструкциях и третья наибольшая скорости мотора дистанционного управления (работает только один мотор, второй является резервным). От мотора дистанционного управления вращается одна из червячных шестерен, которая внутренним коническим ободом приводит во вращение планетарные шестерни, бегающие по неподвижному коническому ободу второй шестерни, в результате чего вращаются крестовина и трубчатый вал. Последний посредством муфты вращает валик, который через системы конических пар передает вращение валикам. В дальнейшем включение подачи насоса и выключение ее обратной связью (отработкой) осуществляется так же, как и при управлении штурвалом.

Нижняя часть корпуса муфты Федорицкого служит масляной ванной. Заливка масла производится через отверстие с пробкой в верхней части корпуса. Для контроля за уровнем масла и для его спуска в нижней части имеются нарезные отверстия с пробками. Смазка втулок, крестовины, ступиц, червячных колес, звездочки и вкладыша производится при помощи колпачковой масленки через отверстия в теле вала и крестовины.

Управляя машиной с мостика, рулевой по положению штурвала не знает о положении руля. Ему известно лишь направление перекладки. Поэтому, чтобы остановить руль в нужном положении, рулевой следит за стрелкой задающего аксиометра (приводится в действие от валиков цепной передачей) и при приближении последней к желаемому углу отклонения возвращает штурвал в среднее положение. При этом выключается мотор дистанционного управления. О точности выполнения маневра судят по положению стрелки исполнительного аксиометра, который тягой соединен с баллером. Расхождение показаний задающего и исполнительного аксиометров не должно превышать 2°.

Подача каждого насоса регулируемой подачи достаточна для перекладки руля с борта на борт за 25—28 с. Обычно в рейсе работает один из насосов.

Следует отметить, что наряду с некоторыми положительными качествами валиковых систем, например возможностью использования подачи насосов при перекладках руля на большие углы, им свойственны и некоторые недостатки: большая сложность и стоимость системы и, в частности, большие трудности в совместной регулировке и установке насосов на нулевую подачу при разном износе правого и левого участков валиковой системы. Необходимо, чтобы слабины на участках и износы соответствующих конических шестерен в коробках передач были одинаковыми. Поэтому следует следить за тем, чтобы наработка и условия работы правого и левого НРП были также одинаковыми. В этом случае при одновременной работе двух насосов во время прохождения узкостей и сложном маневрировании надежность работы рулевого устройства будет повышаться. Если же износы правой и левой частей системы разные и по этой или другой причине произошло рассогласование нейтральных положений скользящих блоков насосов, то подключение второго насоса не всегда повысит надежность системы и машины. Может случиться, что при наличии различных слабин в правом и левом участках валиковой системы регулировочное кольцо одного из насосов возвратится в среднее положение раньше второго. Последний, продолжая подавать масло в полости рулевого привода, обратной связью включит первый насос на подачу в противоположном направлении. Тогда пуск второго насоса может вызвать нагревание масла, удары и шум в системе. Наибольшая температура масла в машине не должна превышать 70 °С.

Для установки регулировочных колец (скользящих блоков) НРП в среднее положение на их опорных цапфах делают метки, совпадение которых со стрелками на корпусах соответствует нулевой подаче. Одновременное совпадение этих меток для правого и левого насосов является обязательным условием возможности их совместной работы, за чем следует следить в период эксплуатации РЭГ. Если насосы правого

левого участков валиковой системы и передач одинаковы, то регулировкой длин тяг можно достигнуть совмещения меток и согласованной работы насосов. В рычажных системах точное согласование параллельной работы и устранение неодинакового износа правого и левого участков достигается относительно легче: райберовкой отверстий с установкой новых соединительных пальцев рычагов.

Рис. 3. Схема рулевого устройства с гидроусилителями к НПП:
1 — ведущая шестерня; 2 —зубчатые рейки; 3 — поршни датчика; 4 — импульсный трубопровод; 5, б — клапанные коробки; 7, 8, 9 — ползуны; 10 — шток; И — винт; 12 — тяга приемника телемотора; 13 — шток золотника; 14 — поршень гидроусилителя; 15 — эксцентриковое колесо НПП; 16 — рычаг; 17 — буферное пружинное устройство; 18 — тяга обратной связи; 19 — баллер;

На рис. 76 приведена схема рулевого устройства с включением гидроусилителей к НРП.

Для поворота руля, например, на правый борт рулевой поворачивает штурвал датчика телемотора вправо. При этом штурвал вращает шестерню, которая перемещает зубчатые рейки, соединенные со скалками плунжерных насосов, подающих рабочую жидкость (смесь воды и глицерина) по трубопроводу. Импульс передается приемнику телемотора, расположенному в рулевом отделении, через клапанную коробку (к приемнику телемотора левого или правого борта).

Переключение на тот или иной борт осуществляется с помощью стопора. Если, например, включен приемник правого борта, шток начинает перемещаться влево и через ползун передвигает тягу. Последняя через систему рычагов воздействует на штоки обоих золотников гидроусилителей. С помощью гидроусилителя слабый импульс датчика телемотора преобразуется в мощное усилие, достаточное для создания эксцентриситета в НРП.

Гидроусилитель состоит из золотника и силового цилиндра. При перемещении штока открывается окно а или в для прохода масла к поршню. Рабочая жидкость в гидроусилитель поступает от специального насоса, приводимого от вала НРП или от независимого привода. Движение поршня передается блоку насоса, в котором изменяется эксцентриситет, и начинается подача масла в цилиндры № 2 и 3. В результате руль перекладывается на правый борт. Как только румпель придет в движение, начинает перемещаться и тяга обратной связи, закрепленная на голове баллера. Тяга предназначена для выключения НРП при приходе руля в заданное положение. Тяга обратной связи перемещает всю систему рычагов управления НРП в направлении, обратном первоначальному движению.

Например, при перекладке руля на правый борт точка А закрепления тяги на румпеле движется в корму, что приводит в действие всю систему управления НРП. При этом точка Б тяги перемещается в нос ровно настолько, чтобы эксцентриситет в насосе стал равным нулю. Это значит, что для возвращения руля в диаметральную плоскость нужно вращать штурвал влево.

В этой системе необходимо обеспечить среднее положение поршней и золотников гидроусилителей при среднем положении скользящих блоков НРП и среднем положении штурвала.

В случае повреждения системы гидравлического телемотора предусмотрено управление РЭГ с помощью тумбы механического аварийного управления. При этом стопор приемника телемотора переставляют из положения I в положение II, присоединяя тем самым тягу к ползуну. Поворачивая штурвал аварийного управления, приводят в движение через конические передачи винт, по которому перемещается ползун и передвигает тягу и всю остальную систему управления НРП.

Некоторые электрогидравлические рулевые машины имеют аварийный насос регулируемой производительности. В случае выхода из строя основных НРП или повреждения системы электропитания судна рулевая электрогидравлическая машина приводится в

йствие аварийным НРП. В рулевом отделении устанавливают аоийный агрегат, состоящий из НРП с дизельным приводом. Дизель вращает НРП, который по специальному трубопроводу „ягнетает масло в цилиндры привода руля. Насосом управляют с помошыо маховика. Чтобы правильно выдерживать заданный необходимо знать, в каком положении находится руль. Для этого на голове баллера закреплена рейка, которая перемещается вместе с баллером. Ее движение передается электрическому датчику, который подает сигналы в посты управления, где установлены аксиометры. Стрелка аксиометра движется по циферблату, отградуированному в градусах поворота пера руля (от О

Рис. 4. Принципиальная схема блока ПУ1-2
1 — электродвигатель; 2 — шестеренчатый насос; 3 — масляная цистерна; 4 — золотник- 5 — цилиндр первого каскада; 6 – поршень; 7 — рычаг обратной связи; 8 — регулировочный винт; 9 — тяга А; 10 — ось подвеса рычага связи; 11 — рычаг В; 12 — тяга Б; 13 — дифференциальный рычаг

до 40°). Кроме того, на тумбе датчика гидравлического телемотора имеется стрелка, которая показывает, на какой приблизительно угол должен повернуться руль при повороте штурвала. Наконец, на приводе баллера закреплена планка со шкалой, отградуированной в градусах поворота руля. Над этой шкалой движется стрелка, соединенная с ползуном плунжера и указывающая по шкале угол поворота руля. В румпельном помещении имеется механический показатель положения пера руля, состоящий из рычагов и шестерен, передающих движение румпеля стрелке. Последняя, вращаясь, отмечает на циферблате угол поворота руля.

На танкерах типа «София» водоизмещением 62 560 т установлена рулевая машина РЭГ4, которая имеет два каскада гидравлического усиления механизма управления НРП, что связано с большей мощностью машины и необходимостью большего усилия для перемещения регулировочного кольца (скользящего блока). Управление машиной осуществляется с одного из двух внешних постов или непосредственно из румпельного отделения. От сельсинов-датчиков, находящихся в посту управления, импульс воспринимается сельсинами-приемниками, имеющимися в приборе ПУ1-2. Принципиальная схема прибора ПУ1-2 показана на рис. 77. Являясь первичным каскадом гидроусилителя, прибор ПУ1-2 использует импульс сельсина-приемника усилием около 50 гс и обеспечивает перемещение золотника, чем открывает доступ масла в цилиндр первого каскада усиления. Под давлением масла (8 ли кгс/см ) подаваемого шестеренчатым насосом, поршень в ци-ндре первого каскада перемещается и своим штоком сдвигает из среднего положения золотник второго каскада усиления (усилие около 40 кгс/см2). При движении поршень цилиндра первого каскада усиления поворачивает рычаг обратной связи относительно точки А и возвращает золотник в среднее положение.

Золотники гидроусилителей позволяют изменять направление потока масла в системе гидроусилителя и тем самым — направление движения цапф регулировочного кольца (скользящего блока) насоса в необходимом направлении. Гидроусилитель второго каскада создает усилие в 2400 кгс, достаточное для преодоления сопротивления при перемещении скользящего блока НРП этой рулевой машины. Гидроусилитель второго каскада устроен так же, как и гидроусилитель на рис. 77. Механизм управления насосами обеспечивает раздельное и одновременное управление насосами как из дистанционных постов, так и штурвалом ручного управления. С механизмом управления связан датчик электрических указателей. Переключением клапанов на клапанной коробке (системы главного масляного трубопровода) возможно отключение любого насоса и любой пары смежных или соосных цилиндров привода к баллеру в случае аварии.

Для уменьшения нагрузок насосов и моторов применяются ограничители мощности. При повышении давления они уменьшают величину эксцентриситета насосов, что достигается ограничением возможного наклона рычагов. Если в одной из полостей насоса регулируемой подачи, соединенной с ограничителем мощности трубками, давление поднимается до 65% наибольшего рабочего давления, то поршень одного из крайних цилиндров ограничителя, например, пойдет вниз, сообщит посредством кольцевой выточки трубки и перекроет трубку.

Рис. 5. Ограничитель мощности

Рис. 6. Общий вид рулевой машины Р-Н и Р-13

По конструктивным признакам и комплектующему оборудованию эти электрогидравлические машины подразделяются на три группы:
— первая группа — машины Р01, РОЗ, Р05, Р07, РОЭ имеют двухцилиндровый плунжерный привод и один насос постоянной подачи;
— вторая группа — машины Р11, Р13 имеют также двухцилиндровый привод с соосным расположением цилиндров и двумя насосами регулируемой подачи;
— третья группа — машины Р15, Р16, Р17, Р18, Р19, Р21, Р22 имеют четырехцилиндровый привод и два насоса регулируемой подачи.

В состав насосного агрегата рулевых машин первой группы входят распределительный золотник, клапанная коробка, предохранительный клапан и фильтр. Все узлы насосного агрегата смонтированы на общей раме. Насосный агрегат устанавливается на судовом фундаменте отдельно от привода баллера. Имеется также аварийный ручной привод.

В рулевых машинах второй и третьей групп установлены аксиально-поршневые насосы типа 11Д, каждый из которых обеспечивает. спецификациоййую характеристику рулевой машины определенного типоразмера. Насос соединен с электродвигателем при помощи эластичной муфты и установлен на общей раме, к которой крепится также коробка предохранительных клапанов насосов. Эта рама устанавливается на цилиндрах привода баллера.

Рис. 7. Общий вид рулевой машины Р-15 и Р-22

Элементы гидравлической системы рулевых машин связаны между собой трубопроводами. Масляный трубопровод состоит из главного (соединяющего насосы с цилиндрами привода баллера через клапанные коробки) и вспомогательных трубопроводов, а также трубопровода манометров. Рулевые машины снабжены комплектом контрольно-измерительных приборов, обеспечивающих нормальную эксплуатацию.

Рулевые машины всех групп предназначены для перекладки одного руля. Машины с малым моментом на баллере предназначены для небольших судов смешанного плавания (река—море).

Ряд машин серии «Р» включает электрогидравлические рулевые машины типоразмеров и модификаций (машины на два руля). При этом типоразмеров ряда заменяют 36 типоразмеров электрогидравлических и электрических рулевых машин, находившихся до последнего времени в эксплуатации.

Система управления новыми рулевыми машинами электрическая дистанционная с электрической связью и обеспечивает три -вида управления: автоматическое (авторулевой), симпатическое (следящая система), простое дистанционное.

Электропривод насосов рулевых машин работает на переменном токе 380 В или постоянном токе 220 В.

Система дистанционного управления представляет собой сочетание электрических, механических и гидравлических элементов и наиболее полно отвечает требованиям эксплуатации. Исполнительный механизм системы управления в рулевых машинах первой группы воздействует на распределительный золотник и установлен на раме насосного агрегата; в рулевых машинах второй и третьей групп исполнительный механизм регулирует наклон цилиндрового блока насоса регулируемой подачи и размещается непосредственно на корпусе насоса.

При разработке типизированной конструкции электрогидравлических рулевых машин значительное внимание было уделено унификации отдельных узлов и деталей, а также комплектующих изделий. Так, аксиально-поршневые насосы переменной производительности в рулевых машинах второй и третьей групп имеют единую кинематическую схему и отличаются только геометрическими размерами. В рулевых машинах Р11—Р15 использован насос только одного типоразмера — 11Д № 5, в машинах же Р17 и Р18 — насос 11Д № 20. Рулевые машины указанных групп имеют единую принципиальную схему трубопроводов, показанную на рис. 81. Полностью унифицирована для всего типизированного ряда система управления. Приводы баллера двухцилиндровых Р11 и Р13 и четырехцилиндровых рулевых машин Р15 и Р16 унифицированы и составлены из одинаковых элементов (за исключением румпелей). Два типоразмера масляных цистерн применяют для рулевых машин девяти типоразмеров.

Унификация насосов, узлов привода баллера, масляных цистерн, арматуры позволила свести до минимума количество диаметров труб, примененных в трубопроводах электрогидравлических рулевых машин типизированного ряда. Особенно высокая степень унификации деталей достигнута по смежным типоразмерам. Например, рулевые машины Р17 (Мбал=40 тс-м) и Р18 (Мбал=63 тс-м) состоят из 533 деталей, из которых 436 являются общими для указанных рулевых машин.

С 1968 г. все новые транспортные и промысловые суда отечественной постройки оснащаются электрогидравлическими рулевыми машинами типизированной конструкции серии «Р».

Рис. 8. Принципиальная схема главного трубопровода рулевой машины типизированной конструкции
1 — цилиндры гидравлического плунжерного привода; электродвигатели аксиально-поршневых насосов регулируемой подачи; 3 — насосы; 4 —поперечные румпели; 5 — электромеханические узлы управления подачей и реверсом потока масла насосов, блокированные с задающими органами системы управления машиной и обратными связями от баллера руля- 6 — клапанные коробки с распределительными и перепускными предохранительными клапанами масляной системы; 7 — продольные связи рамы машины, образующие с внутренней стороны параллели для ползунов привода.

Следует отметить, что в настоящее время на танкерах типа «Крым» (150 тыс. т) устанавливается рулевая машина марки Р26. Эта машина развивает вращающий момент на баллере 400 тс-м при массе 52 т, в то время как, например, рулевая машина танкеров типа «София» при вращающем моменте в 120 тс-м имела массу свыше 38 т. Уменьшение массы, приходящейся на единицу вращающего момента, достигнуто за счет повышения давления рабочей жидкости до 200 кгс/см2. Кроме того, плунжеры машины изготовлены пустотелыми. В целях упрощения изготовления при проектировании машины учитывались технологические требования, например, рабочие цилиндры машины выполнены со съемными донышками. Это значительно упростило обработку рабочих поверхностей цилиндра, требования к которым по шероховатости в связи с увеличением рабочего давления значительно повышены. По той же причине — с повышением давления — рабочие поверхности плунжеров обработаны с более высокой степенью точности, чем обычно.

Р26 ЧНЭЯ шаРниРная схема передачи усилия в машине марки гато замен„ена кулисной. Подача каждого из двух насосных агре-снябВ ЭТ0Й машины составляет 850 л/мин. Машина марки Р26 аожена системой управления типа «Аист 1-10».


Читать далее: