Аксиально - поршневые, радиально - поршневые, пластинчатые, шестеренные

• Гидродвигатели одностороннего действия, в которых поршень перемещается силой давления жидкости в одну сторону, а в другую - под действием внешних сил.;
• 2-х стороннего действия – телескопический - когда желаемый ход превышает установочную допустимую длину.

К объёмному гидроприводу Классификационными обществами предъявляются следующие основные требования:

· гидравлические механизмы должны быть рассчитаны на прочность исходя из условий их эксплуатации;

· трубопроводы гидравлических приводов должны изготовляться из стальных бесшовных труб;

· гидроприводы должны иметь предохранительные клапаны;

· гидропривод должен иметь клапана для выпуска воздуха.

· в системе трубопроводов гидропривода необходимы фильтры;

· гидропривод должен иметь штатные контрольно-измерительные приборы, контролирующие его работу.

Гидрожидкости:

· В качестве рабочей жидкости в гидроприводе используется минеральное масло, обеспечивающее смазку и охлаждение узлов трения насоса и гидродвигателя. Рекомендуется наибольшее значение температуры масла при работе гидродвигателя не более 80°С.

· Замена масла должна производиться после возрастания кислотного числа вдвое по сравнению с первоначальным.

· В начале эксплуатационного периода гидропривода первую смену масла рекомендуется производить после 50-100 часов работы для удаления с ним продуктов интенсивного износа.

· Масло с антиокислительными и антикоррозионными присадками служит около трёх лет.

· Масла без присадок заменяются ежегодно.

· Опыт эксплуатации гидропривода показывает, что его надёжность зависит от чистоты внутренних полостей гидрооборудования, трубопроводов и рабочей жидкости, что обеспечивается промывкой гидропривода от технологических загрязнений при его сборке и заполнении чистой рабочей жидкостью.

· Анализ масла сдается каждые 3 месяца в независимую лабораторию на берегу, методом отбора из системы примерно = 100 – 150 мл/л в пластиковую бутылку со спец. этикеткой и передается через агента в порту для отсылки в лабораторию. Данное действие обязательно согласно требованию Кодексу МКУБ.

Анализ причин отказов и нарушений в работе гидропривода показывает:

· Что это происходит из-за насыщения рабочей жидкости воздухом.

· Наличие воздуха в гидроприводе приводит к усилению ценообразования, к развитию кавитации, к коррозии деталей, снижению быстродействия и нарушению точности его работы.

· Пена в гидроприводе при резком изменении нагрузки приводит к возникновению скачкообразного перемещения исполнительного механизма.

· Для устранения вредного влияния воздуха необходимо строгое выполнение условий снижения его количества в гидросистеме.

СИСТЕМА С РАЗОМКНУТЫМ КОНТУРОМ ЦИРКУЛЯЦИИ.

В системе с разомкнутый контуром циркуляции установлен поворотный гидродвигатель и параллельно ему - дроссель. При полном открытии дросселя скорость гидромотора минимальна, так как большая часть потока жидкости отводится через него в бак, минуя гидродвигатель. По мере закрытия дросселя скорость гидродвигателя будет увеличиваться и достигнет наибольшего значения при полном закрытии дросселя. В средней позиции распределителя линия насоса замкнута на бак. При перегрузке гидродвигателя давление в напорной линии может превысить допустимую величину, тогда через предохранительный лапан часть жидкости будет отводиться в бак.

В системах с разомкнутым контуром циркуляции фильтры и могут устанавливаться перед насосом или после него для обеспечения полнопроточной фильтрации.

В гидросистемах с насосами мощностью более 6 кВт на сливной линии устанавливают охладитель жидкости.

СИСТЕМА С ЗАМКНУТЫМ КОНТУРОМ ЦИРКУЛЯЦИИ.

В системе с замкнутым контуром циркуляции жидкости установлены регулируемые насос с реверсивным потоком и гидромотор с реверсивным потоком. Предохранительные клапаны и защищают гидролинии а и б от высоких давлений, каждая из которых может оказаться напорной при реверсе потока.

Система подпитки состоит из:

· вспомогательною насоса,

· фильтра,

· переливного и двух обратных клапанов, сообщающих систему подпитки с линией слива и разобщающих её с напорной линией.

В системах с замкнутым контуром применяется объёмный способ регулирования, при котором изменение скорости выходного звена гидромотора происходит при изменении рабочего объёма насоса или гидромотора.

Увеличение рабочего объёма насоса сопровождается возрастанием подачи и частоты вращения вала гидромотора, поскольку через него проходит большее количество жидкости за единицу времени при неизменном рабочем объёме.

Уменьшение рабочего объёма насоса даёт обратный эффект.

С уменьшением рабочего объёма гидромотора (что возможно у роторно-поршневых гидромоторов) частота вращения вала гидромотора увеличивается а момент на валу убывает, поскольку подача насоса остаётся неизменной.

Использование в системе регулируемых насоса и гидромотора, расширяет диапазон регулирования.

Реверс гидромотора в системах с замкнутым контуром циркуляции осуществляется реверсом подачи насоса.

Гидропривод с объёмным регулированием обеспечивает более экономичную работу и высокую стабильность заданного режима, чем гидропривод с дроссельным регулированием. Однако объёмное регулирование связано с использованием дорогостоящих регулируемых гидромашин, поэтому его применяют в тех случаях, когда это оправдано технически и экономически, например в гидроприводах большой мощности с длительными режимами работы.

Гидроприводы с дроссельным регулированием используют обычно в маломощных системах с кратковременным режимом работ.

Вопросы для повторения и самопроверки по теме: «Гидропривод судовых механизмов».

1. Назначение судовых устройств. Приведите 2-3 примера использования судовых устройств.

2. Виды приводов механизмов судовых устройств. Назовите элементы гидропривода.

3. Назначение гидроаппаратуры гидропривода и её состав.

4. Вспомогательные устройства гидроприводов.

5. Разновидности гидродвигателей по движению выходного звена.

6. Объясните принцип обратимости роторных насосов.

7. Преимущества и недостатки гидроприводов.

8. Назначение, конструкция, принцип действия и техническая эксплуатации гидрораспределителей.

9. Назначение, конструкция, принцип действия и техническая эксплуатация предохранительных клапанов.

10.Назначение, конструкция, принцип действия и техническая эксплуатация редукционных клапанов.

11.Назначение, конструкция, принцип действия и техническая эксплуатация дросселей.

12.Назначение, конструкция, принцип действия и техническая эксплуатация
гидрозамков.

13.Конструкция, принцип действия: радиально-поршневого гидромотора.

14.Конструкция, принцип действия пластинчатого гидромотора.

15.Метод расчёта гидравлических параметров гидромотора механизма подъёма, поворота.

16.Состав и работа гидравлической системы гидропривода с разомкнутым

контуром циркуляции.

17.Состав и работа гидравлической системы гидропривода с разомкнутым

контуром циркуляции.

18.Состав и работа гидравлической системы гидропривода с замкнутым

контуром циркуляции.

19.Условия работы и основные требования к гидроприводам.

20.Рабочие жидкости гидроприводов.

21.Надёжность гидроприводов и анализ причин отказов.

Глава 6

МЕХАНИЗМЫ СУДОВЫХ УСТРОЙСТВ.

Состав рулевого устройства, типы рулевых органов, рулевые приводы.

Требования (Правил Регистра) и правил технической эксплуатации (ПТЭ).

Рулевые устройства - это комплекс оборудования и механизмов, предназначенных для обеспечения управляемости судна, т.е. удержание судна на курсе и изменение направления движения судна по желанию судоводителя.

Рулевые устройства состоят из:

· рулевого органа,

· рулевого привода,

· рулевой машины.

Рулевое оборудование – устройство, обеспечивающее возникновение рулевого момента поворачивающего судна.

Рулевой механизм, обеспечивающий создание усилия необходимого для перекладки пера руля на требуемый угол и удержание его в нужном положении.

Применяемые на судах рули могут быть разделены на 3 группы:

· небалансирные (простые),

· балансирные и

· полубалансирные.

Рис.56.Типы рулей:

а — обыкновенный руль; b —балансирный руль; с — полубалансирный руль (полуподвесной); d — балансирный руль (подвесной); е — полубалансирный руль (полуподвесной); f — активный руль; g — носовое подруливающее устройство (гребные винты противоположного вращения); h — носовое подруливающее устройство (реверсивный гребной винт).

· У небалансирных рулей ось вращения практически совпадает с передней кромкой пера.

· У балансирных рулей часть площади пера руля располагается перед осью вращения;

эта часть площади руля называется балансирной.

· Полубалансирный руль имеет балансирную часть пера не по всей высоте.

Преимущество балансирных и полубалансирных рулей заключается в том, что у них центр давления расположен ближе к оси вращения, чем у рулей небалансирных, следовательно, и момент будет меньше. Это в свою очередь означает, что для перекладки балансирного и полубалансирного рулей потребуется меньшая мощность рулевой машины.

Рулевое устройство любого судна снабжают двумя независимыми приводами -- основным и запасным. Запасного рулевого привода не требуется на судах: с основным ручным приводом при наличии румпеля: с несколькими рулевыми органами, приводимыми в действие раздельно управляемыми рулевыми машинами;

При наличии одной рулевой машиной и двумя независимыми приводами, из которых с помощью каждого можно переложить руль с 35° одного борта на 30° другого борта за 28 сек. (Требование СОЛАС 74).

При наличии рулевой машиной с запасным приводом, можно переложить руль с 15° одного борта на 15° другого борта за 60 сек. (Требование СОЛАС 74).

Основной и запасный приводы, а также привод одной рулевой машины могут иметь некоторые общие части, например, румпель, сектор, редуктор и т. д. Основной привод должен быть, как правило, механическим.

К основным видам рулевых приводов относятся:

· штуртросовый,

· валиковый,

· секторно-зубчатый и

· гидравлический.

Штуртросовый привод выполняют с румпелем или сектором.

Недостатки: большие потери на трение в направляющих деталях проводки.

Используется на малых судах, баржах.

Валиковый привод является более совершенным и надежным, чем штуртросовый.

Применяют в качестве основного и запасного на катерах, буксирах и других самоходных и несамоходных судах внутреннего плавания.

Привод с зубчатым сектором используют при установке рулевой машины непосредственно в румпельном отделении вблизи от баллера руля. Цилиндрическая шестерня, сцепленная с зубчатым сектором, вращается рулевой машиной. Буферные пружины, смягчая удары волн о перо руля, предохраняют зубья от повреждения.

Рис.57.Типы рулей: — активный руль.

Гидравлический Привод.

В настоящее время наибольшее распространение получил гидравлический привод. Он обеспечивает надежную связь между рулевой машиной и баллером руля без промежуточных передач, имеет меньшую массу и габаритные размеры по сравнению с приводами других типов, легко включается при дистанционном управлении и переключается на дублирующие агрегаты.

Рис.58. Рулевое устройство с гидравлическим приводом:
а — схема гидропривода рулевого устройства типа Атлас с телемоторами; b — поршень гидравлической рулевой машины.
1 — подключение к бортовой сети; 2 — кабельные соединения; 3 — запасная канистра; 4 — рулевой насос; 5 — рулевая колонка с датчиком телемотора; 6 — индикаторный прибор; 7 — приемник телемоторов; 8 — двигатель; 9 — гидравлическая рулевая машина; 10 — баллер руля; 11 — датчик указателя положения руля.

Рис.59. Рулевое устройство с электрическим приводом:
а — расположение рулевого устройства.
1 — рулевая машина; 2 — рулевой штырь; 3 — полубалансирный руль; 4 — баллер руля.
b — секторная рулевая передача с электрическим приводом.
1 — ручной штурвальный привод (аварийный привод); 2 — румпель; 3 — редуктор; 4 — рулевой сектор; 5 — двигатель; 6 — пружина; 7 — баллер руля; 8 — профильный фигурный руль; 9 — сегмент червячного колеса и тормоза; 10 — червяк.

Конструкция, принцип действия электрических рулевых машин.

Правила технической эксплуатации

Рулевой штурвал приводит в движение перемещающийся контакт реостата с сопротивлением Rш, имеющего электрическую связь с вторым реостатом, сопротивление в котором R5 меняется в зависимости от положения баллера. Если, например, вращение штурвала совпадает с направлением стрелки, то сопротивление увеличивается. Генератор, напряжение в обмотке которого контролируется регулятором, обеспечивает энергией исполнительный рулевой двигатель. Направление вращения исполнительного рулевого двигателя для рассматриваемого случая соответствует увеличению сопротивления R8 и уменьшению тока в регуляторе. В момент, когда руль занимает нужное положение, сопротивление R5 становится равным Rw и исполнительный рулевой двигатель останавливается.

Электрогидраалические рулевые машины

ЭГРМ состоит из следующих основных узлов:

• гидравлического рулевого привода - силового устройства, поворачивающего баллер руля;
• насосного агрегата (насос-двигатель), предназначенного для питания ГРМ рабочей жидкостью;
• системы управления насосами переменной подачи;
• системы трубопроводов низания;
• предохранительных клапанов;
• компенсаторов динамических нагрузок;
• ограничителей мощности и прочих элементов.

Их разделяют на плунжерные, лопастные и плунжерно-реечные. Каждую гидравлическую рулевую машину снабжают насосом, подающим под необходимым давлением рабочую жидкость (минеральное масло) в ее исполнительную часть, осуществляющую перекладку рулевого органа. Применяются насосы переменной и постоянной подачи, причем последние используются при моменте на баллере рулевого органа не более 40 кН. м.

Рис. 55.Гидравлическая лопастная рулевая машина.

1) Принцип действия и устройство элекрогидравлической плунжерной рулевой машины. В цилиндры 10, установленные на фундаменте и связанные направляющей (на схеме не показана), входят плунжеры 14. Они подвижно связаны с румпелем 13 посредством каретки и траверсы, обеспечивающих поворот румпеля относительно плунжеров и необходимые возвратно-поступательные перемещения, возникающие при его повороте. Радиально-поршневой насос 2 переменной подачи попеременно нагнетает жидкость в левый или правый цилиндр по трубопроводам 5, перемещая плунжеры и поворачивая баллер на требуемый угол перекладки руля. Насосом управляют с поста управления посредством тяги 4. Она соединена с рычагом 8, в свою очередь соединенным тягой 3 с направляющей статора, служащей для изменения хода плунжеров радиально-плунжерного насоса. Другим концом рычаг 8 связан тягой 12 с румпелем. Эта система тяг и рычагов выполняет функции серводвигателя, обеспечивающего автоматическое прекращение перекладки руля после того, как штурвальный перестанет смещать тягу 4. Рассмотрим, как это происходит. Допустим, что штурвальный переместил тягу 4 вправо от нейтрального положения и насос начал подавать жидкость в правый цилиндр. При этом плунжер начнет перемещаться влево и потянет за собой тягу 12,что три неподвижной тяге 4 приведет к смещению направляющей статора влево и к возврату ее в исходное положение, соответствующее нулевой подаче. В машине предусмотрен предохранительный клапан 15, обеспечивающий перепуск жидкости по трубопроводам 9 и 11 из одного цилиндра в другой. При недопустимом для прочности машины и трубопроводов повышении давления вследствие ударов руля о грунт или другие предметы клапан срабатывает и рулевой орган отклоняется от заданного положения. При этом происходит перемещение рычага 8 и тяг 12 и 3 серводвигателя, насос автоматически начнет подавать жидкость в соответствующий цилиндр, и рулевой орган возвращается в исходное положение. Бак 1 служит для восполнения внешних утечек рабочей жидкости, для него предусмотрены невозвратные клапаны 6, соединенные с баком трубами 7. Основным типом рулевых машин, применяемых в морском и речном судостроении, являются серийно изготовляемые электрогидравлические плунжерные машины типизированного ряда «Р». Их изготовляют с двумя соосными исполнительными цилиндрами с приводом на один и два рулевых органа (POI-P14), развивающие момент на баллере от 6,3 до 100 кНм и с четырьмя попарно соосными цилиндрами исполнительной части с приводом на один рулевой орган (машины Р15 с моментом на баллере, равным 160 кНм, и более мощные). В последнем типе привода на баллер насаживается двуплечий румпель для сочленения с обеими парами плунжеров. Машина Р15 установлена на буксирах- толкачах «Маршал Блюхер».

Дата добавления: 2014-12-27