Типы рулевых устройств


Категория Корпуса судов

В рулевом устройстве морского судна можно выделить следующие основные элементы:
— подвижные составные части — перо руля со штырями или подшипниками штырей и бяллер;
— неподвижные составные части — петли и фланцы ахтерштевней, съемные pv-дерпосты, подшипники баллера.

Классификация рулей:
— по способу крепления к баллеру и корпусу судна — навесные, подвесные, полуподвесные, типа «Симплекс» (со съемным рудерпостом);
— по расположению пера руля относительно оси вращения — небалансирные, балансирные, полубалансирные;
— по форме профиля пера руля — профилированные и плоские. В соответствии с этой классификацией на рис. 7-1 приведены основные конструктивные схемы рулевых устройств.

Рис. 1. Конструктивные схемы рулевых устройств:

Рис. 2. Руль навесного типа (с двумя штырями):
1, 5 — уплотнения штыря; 2, 4 —стопоры штыря и гайки; 3 — гайка штыря; 6—перо руля; 7— штырь; 8 — облицовка штыря; 9 — втулка штыря; 10, 11 — петля и пятка ахтерштевня; 12 — ограничитель подъема пера руля; 13 — румпель; 14 — подшипник баллера; 15 — бал-лер; 16 — съемный лист пера руля

Отличительные особенности приведенных конструкций заключаются в следующем.

Перо небалансирного руля расположено в корму от оси баллера, у полуба-лансирного нижняя часть пера выступает от оси баллера в нос, а у балан-сирного перо по всей высоте расположено в нос от оси баллера (примерно 1/3 площади пера руля).

Навесные рули могут быть установлены на одной, двух и более опорах. Обычно нижней опорой руля служит пятка ахтерштевня. Подвесные рули не имеют опор, а баллеры установлены на двух подшипниках.

Полуподвесные рули характеризуются отсутствием нижней опоры (пятки ахтерштевня), наличием одного или двух штырей, устанавливаемых в верхней части пера руля.

Использование съемного рудерпоста в рулевых устройствах типа «Симплекс» уменьшает вибрацию руля, разгружает баллер, благодаря увеличенным длинам уменьшаются удельные давления в подшипниках пера руля.

Конструктивный тип рулевого устройства для судов различных классов и назначений, а также количество опор руля и баллера Правилами Регистра не регламентируются, однако для судов, плавающих во льдах и имеющих в символе класса знаки УЛА, УЛ и J11, устанавливается „ минимально допустимое число штырей руля: УЛА — 3 штыря, УЛ — 2, Л1 — 1.

Баллер руля обычно установлен на одной или двух опорах, одна из которых (чаще верхняя) имеет упорный подшипник для восприятия веса подвижных деталей рулевого устройства. Для этой же цели на некоторых судах применяют упорные закаленные кольца (чечевицы), обычно устанавливаемые в подшипнике нижнего штыря.

На рис. 2 приведена конструкция рулевого устройства с рулем навесного типа. Руль профилированный балансирный с приводом от электрогидравлической рулевой машины. В конические отверстия петель руля запрессованы штыри с облицовками из нержавеющей стали. Подшипниками штырей являются бронзовые втулки. Штыри и гайки штырей надежно стопорятся приварными стопорами , а с двух сторон конических поверхностей штырей установлены резиновые уплотнения.

Рис. 3. Подшипник баллера:
1 — баллер; 2, б — манжеты; 3 — радиальный сферический двухрядный подшипник; 4 — корпус подшипника; 5 — облицовка баллера; 7 — ограничитель подъема пера руля

Рис. 4. Руль полуподвесного типа (с одним штырем):
1 — румпель; 2 — упорный гребень; 3 — упорный подшипник; 4 — баллер; 5, 7 — гельмпорто-вые втулки соответственно верхняя и нижняя; 6 — гельмпортовая труба; 8— гайка баллера; 9 — перо руля; 10 — петля ахтерштевня; 11 — облицовка штыря; 12 — втулка штыря; 13 — ограничитель подъема пера руля; 14 — штырь; 15 — гайка штыря

Для предотвращения значительных осевых перемещений подвижных деталей рулевого устройства вверх, что может отрицательно сказаться на работе привода устройства, установлен ограничитель подъема пера руля 12. В пере руля предусмотрены съемные участки для доступа при доковых осмотрах к подшипнику верхнего штыря и гайке нижнего штыря.

В качестве опорно-упорного подшипника баллера часто используют радиальный сферический двухрядный подшипник.

В рулевом устройстве с рулем полуподвесного типа установлен один штырь, а баллер имеет две опоры в виде бронзовых втулок, которые установлены в гельмпортовой трубе.

Руль профилированный, с приводом от электрогидравлической рулевой машины. Связь пера руля с бал-лером осуществляется при помощи конического соединения со шпонкой.

Конструктивные особенности рассмотренных типов рулевых устройств в основном сохраняются в большинстве штыревых устройств с рулями навесного и полуподвесного типов.

Отличия могут быть следующими:
— вместо бронзовых втулок штырей применяют набор планок из бакаута или других антифрикционных неметаллических материалов;
— штыри могут устанавливаться не в петлях руля, а в петлях ахтерштевня, тогда втулки штырей устанавливаются в петлях пера руля;

у некоторых рулей полуподвесного типа штыри имеют цилиндрическую направляющую, что исключает консольное их закрепление; в таких конструкциях для восприятия массы подвижных деталей в случае выхода из строя упорного подшипника балЛера или чрезмерной просадки руля устанавливаются упорные кольца;

вместо резиновых уплотнений в районе меньшего диаметра конуса штыря поименяют шпатлевку на основе эпоксидных смол;

конструктивное исполнение стопорения штырей и гаек.

На рис. 6 представлено фланцевое соединение пера руля и баллера либо съемного рудерпоста и фланца ахтерштевня.

Опоры баллеров весьма разнообразны по конструктивному исполнению: в них могут применяться как подшипники скольжения, так и подшипники качения. Кроме конструкции, приведенной на рис. 3, представляют интерес подтипники, часто применяющиеся в устройствах полуподвесного типа, с двумя гельмпортовыми втулками, подшипники баллера, используемые в рулевых устройствах типа «Симплекс», и подшипники баллера только с упорным бронзовым кольцом без опорного подшипника.

Рис. 5. Штырь с цилиндрической направляющей:
1 — стопор штыря и гайки; 2 — гайка штыря; 3, 6 — уплотнения штыря; 4 — штырь; 5, 7 — упорные кольца; 8 — втулка штыря; 9 — петля ахтерштевня; 10 — облицовка штыря; 11 — отливка пера руля; 12 — стопор штыря

Рис. 6. Фланцевое соединение пера руля и баллера либо съемного рудерпоста и фланца рудерпоста:
1 — шпонка; 2 — баллер (съемный рудерпост); 3 — болт; 4 — перо руля (фланец ахтерштевня); 5 — гайка

Рис. 7. Верхний гельмпортовый и упорный подшипники баллера:
1 — упорный гребень; 2 — подшипник; 3 — крышка; 4 — корпус упорного подшипника; 5 — баллер; 6 — облицовка баллера; 7 — нажимной сальник; 8 — набивка; 9 — гельмпортовая труба; 10—гельмпортовая втулка

Рис. 8. Нижний гельмпортовый подшипник баллера:

В рулевых устройствах с рулями полуподвесного типа для восприятия массы подвижных деталей часто используют радиально-упорные подшипники.

Отсутствие опорного подшипника в конструкции, приведенной на рис. 10, отрицательно сказывается на работе всего устройства; упорный же гребень и упорные кольца, имеющие конические сопрягаемые поверхности, никак не устраняют этого недостатка.

В рулевых устройствах типа «Симплекс» в качестве подшипников пера руля применяют планки набора из бакаута или других антифрикционных материалов; съемные рудерпосты имеют бронзовые облицовки. Руль — профилированный, балансирного типа, с приводом от электрогидравлической рулевой машины.

На конусе съемного рудерпоста установлены с двух сторон резиновые уплотнительные кольца; гайка имеет стопор.

Для предотвращения осевых перемещений подвижных деталей вверх установлен упор. Для возможности доступа к подшипникам пера руля при доковых осмотрах предусмотрены съемные крышки. Для восприятия-массы подвижных» деталей в случае выхода из строя упорного подшипника баллера или чрезмерной просадки руля вследствие выработки упорного подшипника установлены упорные кольца.

Опорно-упорный подшипник баллера в устройствах типа «Симплекс» состоит из упорного гребня, бронзового упорного кольца и бронзовой втулки.

Основные характеристики устройства:
— площадь пера руля; высота, ширина, толщина (расстояние между крайними точками профиля по толщине) пера руля;
— крутящий момент на баллере.

Рис. 9. Опорно-упорный подшипник баллера:
1 — упорный гребень; 2 — нажимной сальник; 3 —набивка; 4 — упорное кольцо; 5 — шпонка; б — втулка; 7 — корпус подшипника; 8 — баллер; 9 — проставочное кольцо

Ряс. 10. Руль со съемным рудерпостом (типа «Симплекс»):
1 — планка набора; 2 — съемный рудерпост; 3, 4 — облицовки съемного рудерпоста (верхняя и нижняя); 5 — упорная планка; 6 — перо руля; 7 — подшипник баллера; 8 — баллер; 9 — фланец рудерпоста; 10 — упор; 11 — крышка; 12 — пятка ахтерштевня; 13, 15 — уплотнения съемного рудерпоста; 14 — гайка съемного рудерпоста; 16 — упорные кольца; 17 —стопор


Читать далее:

Категория Корпуса судов