Электрогидравлические рулевые машины

Лабораторная работа №6

Конструкции судовых рулевых машин

И анализ их характеристик

Дисциплина: «Судовые энергетические установки и электрооборудование судов»,

« Основы судовой энергетики».

1.Учебная цель работы:

Изучение конструкций судовых рулевых машин, приобретение навыков построения

их характеристик, анализ факторов влияющих на рабочие характеристики рулевых машин.

1. Материальное обеспечение работы:

Стенд — плунжерная рулевая машина, стенд — роторный рулевой привод, плакаты.

3.Порядок выполнения работы

3.1 Изучить методические указания;

3.2 Изучить конструктивные особенности рулевых машин различных типов;

3.3 Построить характеристику рулевого привода;

3.4 Составить отчет о выполнении лабораторной работы

1.

Судовые рулевые машины.

Назначение и классификация рулевых машин.

Руле вая машина обеспечивает поворот руля в соответствии с сигналом с мостика.

Рулевое устройство состоит из трех частей:

- системы управления,

- силового агрегата,

- рулевого привода.

Система управления или телепередача передает с мостика сигнал на поворот руля и обеспечивает работу силового агрегата и рулевого привода до тех пор, рока не будет достигнут заданный угол поворота руля. Силовой агрегат создает усилие, необходимое для поворота руля на заданный угол. Рулевой привод - это устройство, посредством которого осуществляется движение непосредственно руля.

Рулевое устройство должно удовлетворять следующим требованиям:

-иметь два независимых средства перекладки руля (при наличии двух силовых агрегатов, вспомогательный или резервный силовой агрегат не требуется);

-мощность и вращающий момент агрегата должны быть такими, чтобы перекладка руля с 35⁰ одного борта на 35⁰ другого осуществлялась при максимальной скорости судна за время не превышающее 28 с ;

-рулевая машина должна быть защищена от ударных нагрузок ;

должно быть предусмотрено аварийное управление рулевой машиной из румпельного отделения ;

- танкеры, имеющие валовую вместимость более 10 000 р.т, должны иметь две независимые системы управления рулевой машиной с мостика.

Рулевые машины могут иметь паровой, электрический и гидравлический привод.

На современных морских судах используются рулевые машины с гидравлическим плунжерным либо лопастным приводом.

Электрогидравлические рулевые машины.

Электрогидравлические рулевые машины состоят из следующих основных узлов:

- гидравлического рулевого привода – утройства, поворачивающего баллер руля;

- насосного агрегата ( насос и двигатель), обеспечивающего питание гидравлических рулевых при водов рабочей жидкостью;

- органов распределения рабочей жидкости и системы управления насосами и распределением рабочей жидкости;

- системы трубопроводов питания, предохранительных клапанов, компенсаторов динамических нагрузок, ограничителей мощности и других элементов в зависимости от конструкции рулевой машины.

Гидравлические рулевые приводы это гидродвигатели обеспечивающие ограниченные углы поворота исполнительного вала , которым является баллер руля. Наиболее широкое распространение получили плунжерные приводы. В зависимости от значения необходимого вращающего момента применяются двух- либо четырех плунжерный привод. Принципиальная схема такого привода показана на рис.1

РИС.1

Плунжеры движутся в гидравлических цилиндрах, поворачивая румпель шарнирной крестовины, находящейся в развилке плунжеров. Привод обслуживается двумя насосами переменной подачи. Каждый из насосов сообщается трубопроводами со всеми (2-мя или 4-мя)гидравлическими цилиндрами рулевого привода для всасывания и нагнетания масла.

Рядом с цилиндрами находится мааслянная цистерна, которая снабжена невозвратными клапанами для автоматического пополнения утечек масла из системы. Байпасный клапан объединен с предохранительным клапаном и открывается для перепуска масла в случае сильных ударов волны в перо руля. В этом случае плунжера смещаются, что в свою очередь,вызывает изменение подачи насоса, который нагнетает масло в соответствующий цилиндр и перо руля возвращается в прежнее положение. Для защиты от поломки рычагов управления при ударной нагрузке используется буферная пружина. При обычных условиях эксплуатации работает один из насосов, если требуется обеспечить ускоренную перекладку руля, оба насоса могут использоваться одновременно.

На рис.2 показано устройство 4-х плунжерной электро-гидравлической рулевой машины

РИС.2

Такая машина создает больший вращающий момент и имеет повышенную надежность в случае выхода из строя различных частей установки. Каждый насос может работать на все цилиндры или на два цилиндра правого тли левого борта.

Наличие блока клапанов управления, объединяющего предохранительные клапаны, завпорные клапаны насосов и цилиндров, байпасные клапаны, повышает живучесть рулевой машины.

При нормальных условиях один насос может обеспечить работу всех цилиндров. В аварийной ситуации могут быть использованы два насоса с ручным управлением для работы двух плунжеров правого борта, двух – левого борта, двух носовых или двух кормовых плунжеров.

Для того чтобы система была готова к работе, необходимо заполнить маслом каждый цилиндр рулевого привода, затем установить на место наполнительные пробки и закрыть воздушные краны. Байпасные клапаны ри этом должны быть открыты, а цистерна для пополнения заполнена. Воздушные краны на насосах оставляют открытыми до тех пор, пока вытекающее масло содржит пузырьки воздуха. Используя механизм ручного управления, насосы ставят в положение минимальной подачи и прворачивают их вручную, удаляя воздух сначала из одной а затем из другой пар цилиндров. После этого включают электродвигатель насоса и приступают к проверке рулевой машины в действии. При этом еще раз удаляют воздух из цилиндров и насосов через соответствующие краны.

В электрогидравлических рулевых машинах с роторным лопастным приводом рис.3 лопастной ротор прочно закреплен на баллере.

РИС.3

Ротор может поворачиваться в корпусе, который крепится к судовому набору. Пространство между лопастями ротора и перемычками корпуса образуют полости, объем которых изменяется при повороте ротора. Полости уплотнены специальной набивкой. С обеих сторон поворотных лопастей подведены трубопроводы, каждый из которых имеет кольцевой коллектор. При подаче масла во все полости с левой стороны поворотных лопастей и при всасывании масла из всех полостейс правой стороны обеспечивается поворот ротора по часовой стрелке. Для поворота в противоположном направлении всасывание и нагнетание меняются местами.

Привод обычно имеет три лопасти, благодаря чему обеспечивается перекладка руля на 70⁰.

Перемычки корпу са выполняют функцию стопоров, ограничивающих поворот руля.