- •Глава I. Электроприводы судовых нагнетателей.
- •1.Общая характеристика и классификация нагнетателей.
- •2. Основные параметры работы нагнетателей.
- •3. Динамические нагнетатели
- •3.1 Центробежные нагнетатели
- •3.1.1.Общее устройство и принцип действия
- •3.1.2. Рабочая характеристика
- •3.1.3. Работа насоса на сеть трубопроводов
- •3.1.4. Конструкции центробежных насосов. Область применения
- •3.2 Осевые нагнетатели
- •3.3 Вихревые и центробежно-вихревые насосы.
- •3.4. Расчет мощности и выбор эд для нагнетателей динамической системы.
- •4. Нагнетатели объёмного принципа действия.
- •4.1. Поршневые насосы.
- •4.2. Шестеренные насосы.
- •4.3. Винтовые насосы.
- •4.4. Пластинчатые насосы
- •4.5. Роторно-поршневые насосы.
- •5. Судовые компрессоры.
- •6. Системы управления.
- •Глава 2. Рулевые электроприводы.
- •Назначение и классификация рулевых приводов.
- •2. Требования Правил Российского Речного Регистра к рулевому устройству.
- •3. Рули и поворотные насадки.
- •3.3 Статический момент на баллере руля.
- •4. Проектирование рэм – приводов.
- •4.2. Аппроксимация механических характеристик электродвигателей рэм-приводов.
- •Предварительный расчет мощности, выбор и проверка дпт с параллельным возбуждением и резистором в цепи якоря.
- •Проверка выбранного исполнительного электродвигателя.
- •Предварительный расчет мощности, выбор и проверка исполнительного двигателя в системе г-д.
- •Расчет резистора в цепи независимой обмотки возбуждения генератора
- •Выбор генератора
- •Расчет мощности приводного электродвигателя.
- •5. Проектирование плунжерных рэг – приводов.
- •5.1. Расчет мощности, выбор и проверка исполнительного двигателя плунжерного привода.
- •1.) Определение диаметра и хода плунжера гидропресса.
- •Расчет подачи гидронасоса и его параметров
- •5. ) Предварительный расчет мощности и выбор исполнительного электродвигателя.
- •6.) Проверка выбранного электродвигателя.
- •6.1 Проверка по перегрузочной способности.
- •6.2 Работа исполнительного электродвигателя в маневренном режиме.
- •6.3 Работа исполнительного двигателя в режиме удержания судна на курсе.
- •5.2. Особенности расчёта лопастного электропривода.
- •1.) Определение основных размеров лопастной машины.
- •6. Управление рулевыми приводами
- •Управление рулевыми электромеханическими приводами
- •Структурные схемы управления рэг - приводами.
- •Эксплуатация рулевых электроприводов
Глава 2. Рулевые электроприводы.
Назначение и классификация рулевых приводов.
Под рулевым приводом принято понимать механизм для передачи движения к рулю. Рулевые приводы можно разделить по ряду признаков.
По назначению привод может быть основным, запасным и аварийным.
В зависимости от рода используемой энергии различают ручной и электрифицированный привод.
По принципу управления электрифицированные приводы разделяют на три типа :
- простого дистанционного действия, осуществляемого посредством кнопок, педалей или рычагов, положение которых не соответствует положению пера руля;
- следящего действия, осуществляемого с помощью рычагов и штурвала, положение которых строго соответствует положению пера руля;
- автоматического действия, выполняющие автоматическую стабилизацию судна на курсе, автоматический переход на новый курс и программное управление курсом по наперед заданному закону. Автоматические системы имеют резервное управление простого и следящего типов.
По типу передаточного механизма привод можно разделить на две группы:
- с механической передачей – РЭМ приводы;
- с гидравлической передачей – РЭГ приводы.
Рулевые приводы с механической передачей бывают штуртросовые, валиковые, винтовые и секторные.
Штуртросовые Валиковые Винтовые
Рассмотрим принцип действия и устройство секторной рулевой машины.
|
10- электродвигатель |
Баллер – вертикальный вал, закрепленный в подшипниках. Снизу к нему крепится перо руля, сверху свободно надевается сектор и жестко, шпонками, крепится румпель. Усилия от сектора к румпелю передается при помощи демпферных пружин, предназначенных для компенсации ударной нагрузки. Между ЭД и сектором стоит редуктор, представленный на чертеже червячной парой и цилиндрической шестерней, находящейся в зацеплении с сектором. Червячная пара – обязательный элемент редуктора, так как с его помощью легче и проще всего сделать передачу самотормозящейся, что требует Регистр. Передача становится самотормозящейся при КПД < 0,5 (обратный момент не передается), поэтому общий КПД секторных машин мех = 0,36 ÷ 0,4.
Секторные рулевые машины подразделяются на пять типов:
1 тип – машины одинарные «морские» с одним электродвигателем и червячным редуктором основного привода. Запасный привод автономный, действует на баллер руля независимо от основного, выполнен отдельно.
2 тип – машины одинарные «речные» с одним электродвигателем основного привода, одним ЭД запасного привода и дифференциальным редуктором Федорицкого, состоящего из двух червячных передач и конических шестеренок. Основной ЭД подсоединен к одному червяку, запасный, через дополнительный редуктор, ко второму червяку. Червячные колеса выполнены заодно с коническими шестернями, которые передают усилие на баллер через сателлиты. При работе одного двигателя, второй заторможен.
3 тип – машины одинарный «морские» с двумя электродвигателями и червячным редуктором основного привода. Запасный привод не предусматривается.
4 тип – тоже «речные».
Машины 1-4 типов предназначены для обслуживания одного и двух рулей.
5 тип – машины сдвоенные «речные», состоящие из двух одинарных машин 2 типа, у которых ЭД основного привода имеют два выходных конца вала: один подсоединен к хвостовику червяка редуктора, а другие концы, обращенные к диаметральной плоскости, соединены между собой при помощи электромагнитной муфты, допускающей раздельную работу одинарных рулевых машин.
Рулевые электрические приводы с гидравлической передачей (РЭГ - приводы) классифицируются по целому ряду признаков:
По типу гидропривода бывают: плунжерные, лопастные, с качающимися цилиндрами, реечно-плунжерные и т.д.
По типу насосов – с насосами переменной подачи и с насосами постоянной подачи;
По типу сервоприводов – постоянного, переменного тока, электромагнитный привод;
По типу дифференциалов кинематики сервопривода – рычажные, кулачковые, электрические и т.д.
Рассмотрим принципиальную схему, состав и работу плунжерного гидропривода, где:
|
1 – цилиндр 2 – плунжер 3 – баллер 4 – румпель 5 – поворотная муфта с цапфами 6 – ползуны 7 – направляющие 8 – предохранительный клапан 9 – клапанная коробка 10 – дроссельный клапан 11 – главная клапанная коробка 12 – насос переменной подачи 13 – насос постоянной подачи 14 – электродвигатель 15 – цистерна 17 – рычажный дифференциал 18 – пружина. |
Плунжерные гидроприводы могут быть в зависимости от момента на баллере с одной или двумя парами цилиндров. При четырех цилиндрах вторая пара располагается с другой стороны баллера, симметрично. Цилиндры могут располагаться параллельно и перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Плунжерные гидравлические машины выполняются одно- и двухрулевые.
У рассматриваемой двухцилиндровой плунжерной рулевой машины цилиндры 1 установлены на фундаменте в направляющей 7. Выходы цилиндров 1 имеют уплотнения (кожаные или из маслостойкой резины). В месте утолщения плунжерной пары установлена поворотная муфта 5 свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси на цапфах. В муфту входит цилиндрический хвостовик румпеля 4. При перемещении плунжеров происходит поворот баллера руля, сопровождающийся скольжением хвостовика румпеля в муфте, а также поворотом муфты. Боковые усилия, возникающие в плунжерной паре, через ползуны 6 воспринимаются направляющей 7.
Перекладка пера руля (поворот румпеля) происходит за счет избыточного давления в одном из цилиндров, которое создается насосом переменной подачи 12, перекачивающим масло из одного цилиндра в другой. Величина давления в цилиндрах определяется моментом сопротивления на баллере. При динамических нагрузках и возникновении давления выше допустимого срабатывает предохранительный клапан 8 и перепускает масло во всасывающую полость. Главная клапанная коробка 11 автоматически подключает работающий насос (их может быть два – основной и резервный, или основной и запасный, может быть три – два основных и один запасный). У четырехцилиндровых машин она позволяет отсечь неисправные два любых цилиндра и осуществлять работу на оставшихся цилиндрах. Насос постоянной подачи 13, дроссельный клапан 10 и клапанная коробка 9 создают подпор p = 0,3 ÷ 0,5 МПа для исключения подсасывания воздуха, при провале давления во всасывающем трубопроводе. В некоторых установках вместо них устанавливается подпорный бак.
В приводе используется главным образом управление следящего действия. Рассмотрим его работу на примере ручного управления с рычажным дифференциалом. Так при повороте рычага управления 16 влево нижний конец рычага 17 переместится в точку b, конец манипулятора насоса 12 переместится в точку d. Возникает эксцентриситет, и масло из правого цилиндра будет перекачиваться в левый, плунжер будет перемещаться вправо до тех пор, пока конец манипулятора не вернется в точку c и насос будет работать с нулевой подачей. Полный эксцентриситет возникает обычно при задании 50; больший угол перекладки пера руля воспринимается пружиной e - f.
Отечественной промышленностью выпускаются плунжерные гидравлические машины типов Р11 – Р20 с одним или двумя маслеными насосами регулируемой подачи с электроприводом. Указанные машины способны развивать момент на баллере 63 – 1000 кН•м.