Устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой машиной

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МНОГОКАМЕРНОЙ РУЛЕВОЙ МАШИНОЙ, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к с блоку переключения, задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора, и элемент измерения давления, подключенный к входу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем компаратор выполнен с цепью обеспечения положительной обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности устройства, оно снабжено двумя одновибраторами и диодом, а коммутатор выполнен двухканальньхм, при этом задатчик минимальной уставки давления последовательно с диодом включен в цепь положительной обратной связи компаратора, выход которого подключен i: входу блока переключения, к прямому входу одного из одновибраторов и инверсному входу другого одновибратора, выходы которых подключены к входам соответствующих каналов коммутатора, выходы которых подключены к соответству (Л ющим задатчикам максимальной и минимальной уставок давления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЯЮВ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„2 938 А

3Ш В 63 Н 25/30

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,."3

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

: (21) 3604499/27-11 (22) 14.06.83 (46) 15 ° 11.84. Бюл. Р 42 (72) В.Д.Завирухо, IO.Ф.Коротков и М.Л.Гринштейн (53) 629.113.014.5 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 969596, кл. -В 63 Н 25/30, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МНОГОКАМЕРНОЙ РУЛЕВОЙ МАШИНОЙ, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к блоку переключения, задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора, и элемент измерения давления, подключенный к входу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем компаратор выполнен с цепью обеспечения положительной обратной связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности устройства, оно снабжено двумя одновибраторами и диодом, а коммутатор выполнен двухканальным, при этом задатчик минимальной уставки давления последовательно с диодом включен в цепь положительной обратной связи компаратора, выход которого подключен к входу блока переключения, к прямому входу одного из одновибраторов и инверсному входу другого одновибратора, выходы которых подключены к входам соответствующих каналов коммутатора, выходы которых подключены к соответствующим задатчикам максимальной и мини- мальной уставок давления.

С::

1123938

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано для управления судовыми электрогидравлическими рулевыми машинами.

Известно устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой машиной, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к блоку переключения, задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора и элемент цепью обеспечения положительной обратной связи, снабжено двумя одновибраторами и диодом, а коммутатор выполнен двухканальным, при этом

5 задатчик минимальной уставки давления последовательно с диодом включен в цепь положительной обратной связи компаратора, выход которого . подключен к входу блока переключе10ния, к прямому входу одного из одновибраторов и инверсному входу другого одновибратора, выходы которых подключены к входам соответствующих каналов коммутатора, выходы ко 5 торых подключены к соответствующим задатчикам максимальной и минималь- . ной уставок давления.

Кроме того, блок переключения ,выполнен в виде силового тиристора, который через электромагнит указан20ного распределителя, зашунтированный встречно-параллельно диодом, включен в цепь переменного тока, причем управляющий электрод силового тиристора снабжен оптронным тиристо25ром и токоограничивающим резистором для соединения с анодом силового тиристора, а светодиод, которым снабжен оптронный тиристор, через дополнительный диод и второй токо30ограничивающий резистор подключен к выходу компаратора.

На фиг. 1 представлено устройство для управления электрогидравлической рулевой машиной; на фиг. 2

35 электрическая схема устройства для управления электрогидравлической машиной.

Устройство для управления электрогидравлической многокамерной рулевой

40 машинОй сОдержит силОвОй испОлни тельный привод 1 многокамерной конструкции, включающий в себя цилиндровые камеры 2-5,. в которых размещены плунжеры 6 и 7, соединенные через шарниры 8 и 9 с румпелем 10, при этом две цилиндровые камеры соединены с насосом переменной производительности 11 гидравлическими магистралями 12 и 13 непосредственно, а две дополнительные камеры соедине50 ны гидравлическими магистралями 14 и 15 с насосом переменной произвоизмерения давления, подключенный к выходу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем комтельных камер точно при заданном значении давления (нагрузки на руле) неустройства. Увеличение длительности задержки увеличивает время перекладки руля, т.е. снижает эффективность ступенчатого регулирования.

Проявление импульса помехи на входе переключающего блока может вызвать самопроизвольное переключение электромагнитного распределителя. Укаэанный фактор и высокая сложность известного устройства снижает надежность.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности уст ройства для управления электрогидравлической рулевой машиной.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления электрогидравлической рулевой машиной, содержащее электромагнитный распределитель, электромагнит которого подключен к блоку переключения, .задатчик минимальной уставки давления, подключенный к выходу коммутатора, и элемент измерения давления, подключенный к входу компаратора, к второму входу которого подключен задатчик максимальной уставки давления, причем компаратор выполнен с

2. Устройство по н.l о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок переключения выполнен в виде силового тиристора, который через электромагнит указанного распределителя, зашунтированный встречно-параллельно диодом, включен в цепь переменного тока, причем управляющий электрод паратор выполнен с цепью обеспечения положительной обратной связи 51).

Однако для обеспечения переключения в известном устройстве дополниобходимо регулировать не только уставки давления, но и длительность задержки, что усложняет эксплуатацию силового тиристора снабжен оптронным тиристором и токоограничивающим резистором для соединения с анодом силового тиристора, а светодиод, которым снабжен оптронный тиристор, через дополнительный диод и второй токоограничивающий резистор подключен к выходу компаратора.

1123938

45 дительности через клапан кольцевания 16, управляемый рабочей жидкостью от вспомогательного насоса управления и подпитки 17 по гидравлической линии 18 через электромагнит ный распределитель 19, который управ- 5, ляется по сигналу давления от клапана переключения 20 через устройство 21 для управления электромагнитным распределителем.

Устройство 21 содержит элемент измерения давления 22, подключенный к инвертирующему входу компаратора

23, к неинвертирующему входу которого подключен задатчик 24 максимальной уставки давления и через диод

25 — задатчик 26 минимальной уставйи давления.К выходу компаратора 23 подключен инверсный вход одновибратора 27,прямой вход одновибратора 28 и

Ъход блока переключения 29. Выходы одновибраторов 27 и 28 подключены к входам коммутатора 30, соответствующие выходы которого соединены с задатчиками 24 и 26. Задатчик 24. выполнен на постоянных резисторах

Зl.и 32 и регулировочном резисторе

33, задатчик 26 — на постоянном резисторе 34 и регулировочном резисторе 35. Коммутатор 30 выполнен на двух герконовых реле 36 и 37, контакты 38 и 39 которых подключены к задатчикам 24 и 26.

Блок переключения 29 содержит силовой тиристор 40, к управляющему электроду которого подключен тиристор 41 оптрона 42, который 35 через токоограничивающий резистор 43 подключен к аноду тиристора 40, к которому подключены диод 44 и электромагнит 45 распределителя 19.

Входной светодиод 46 оптрона 42

40 через диод 47 и токоограничивающий резистор 48 подключен к выходу компаратора 23.

Устройство работает следующим образом.

При перекладке руля из среднего в крайнее положение (по часовой стрелке) работа происходит следующим образом.

В первоначальный момент запуска насоса 11 в работу вступает электромагнитный распределитель 19, который через гидравлическую линию 18 от вспомогательного насоса управления и подпитки 17 пропускает давление рабочей жидкости на клапан кольцевания 16, последний, срабатывая, закольцовывает дополнительные цилиндровые камеры 3 и 4, оставляя в .работе цилиндровые камеры 2 и 5.

Машина развивает 50% номинального 60 момента при максимальной скорости перекладки, при этом рабочая жидкость от насоса переменной производительности ll по гидравлической магистрали 12 поступает в цилиндровую 65 камеру 2, а по гидравлической магистрали 13 — на всасывание в насос 11. Из рабочей камеры 3 жидкость перетекает в камеру 4 по магистралям 14 и 15. Давление рабочей жидкости через клапан 20 поступает на элемент:измерения давления 22 устройства 21, также включенного в работу при запуске насоса 11.

По мере перекладки руля возрастает момент сопротивления на силовом исполнительном приводе, что приводит к возрастанию давления в гидравлической магистрали 12, рабочей камере 2 и на элементе измерения давления 22.. Когда величина этого давления достигает величины максимальной уставки давлэния, по сигналу от элемента измерения давления 22 срабатывает компаратор 23, причем величина давления, при котором срабатывает компаратор 23 определена задатчиком 24 максимальной уставки давления.

На выходе компаратора 23 появляется сигнал отрицательной полярности, который приводит к выключению светодиода 46 оптрона 42, тиристора

41 и силового тиристора 40, вследствие чего ток, протекающий через электромагнит 45 распределителя 19, замкнется через диод 44 и быстро спадет до нуля, после чего электро.— магнит 45 выключится и распределитель 19 займет положение, при котором полость управления клапаном кольцевания 16 соединится со сливом, при этом клапан кольцевания 16 сое.динит гидравлические магистрали 12, 15 и 13, 14 между собой., а также рабочие камеры 2, 4 и 3, 5 соответственно. В этом случае рабочая жидкость от насоса 11 поступает в рабочие камеры 2 и 4, а из камер 3 и

5 — на всасывание в насос 1 1. Рулевая машина, работая на 4 камеры, развивает 100Ъ номинального момента при скорости перекладки руля, составляющей 50Ъ от предельного значения. При опрокидывании компаратора

23 на выходе одновибратора 27 формируется импульс, включающий герконовое реле 37, которое контактом. 39 шунтирует регулировочный резистбр 35 задатчика 26 минимальной уставки.

При этом значение минимальной уставки уменьшается до предельного значения.

В момент переключения с двух камер на четыре имеет место провал давления ниже первоначального значения минимальной уставки (но выше ее предельного значения), который не изменяет состояния компаратора, поскольку за время длительности импульса на выходе одновибратора 27 давление успевает вырасти выше минимальной уставки. По окончании им1123938

10 пульса на выходе одновибратора 27 реле 37 выключается и размыкает контакт 39, в результате чего минимальная уставка давления увеличивается до ее первоначального значения.

При возвращении руля к среднему 5 положению нагнетальными становятся гидравлические магистрали 13, 14 и рабочие камеры 3, 5, при этом рабочее давление в рабочих камерах упа-. дет, так как внешняя нагрузка на руль будет способствовать его возвращению к среднему положению.

Падение давления в рабочих камерах через клапан переключения 20 проявится на элементе измерения t5 давления 22, который при определенной заранее настроенной величине задатчика 26 минимальной уставки давления заставит вернуться компаратор 23 в исходное положение, при этом на его выходе появится положительный сигнал, которые включит светодиод 46 оптрона 42, который включит тиристор 41, последний подает сигнал управления на силовой тиристор 40, который откроется и тем самым включит в работу электромагнит 45 электромагнитного распределителя .19. Последний подключит вспомогательный насос управления и подпитки 17 к клапану кольцевания 16 30 который сработает и отключит рабоЧие камеры 3 и 4,оставив в работе каме ры 2 и 5. Отключение двух камер при.водит к возрастанию давления в двух оставшихся камерах, причем в момент 35 переключения возможен пиковый заброс давления выше максимальной уставки, задаваемой резистором 31 задатчика

24. Однако в момент опрокидывания компаратора 23 в исходное состояние включается одновибратор 28 и получает питание герконовое реле 36. которое контактом 38 шунтирует резистор 31, в результате чего максимальная уставка давления увеличивается до предельного значения, превышающего пиковое значение давления, и заброс давления, происходящий после отключения двух камер не изменяет состояния компаратора.

При дальнейшем понижении давления в цилиндрах (рулевая машина возвращается к среднему положению) и истечении времени настройки одновибратора

28 герконовое реле 36 отключается и эадатчик 24 максимальной уставки давления вернется в исходное состояние.

Работа рулевой машины при движении на борт против часовой стрелки и возвращение ее в среднее положение происходит аналогично описанному.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом повышает надежность устройства управления электромагнитного распределителя за счет упрощения его схемы и точность отработки входного сигнала на включение (отключение) рабочих камер цилиндров с одновременным исключением прохождения ложных сигналов.

Как показывают предварительные расчеты надежность устройства переключения электромагнита повышается на 29% при повышении надежности всей машины на 18Ъ, при этом общее время перекладки руля с 35 одного борта до 30 другого борта сокращается по сравнению с прототипом на 3-4%.

1123938

1123938

Составитель В.Жернов

Редактор Т.Веселова Техред Л. Коцюбняк Корректор В. сутяга

Заказ 8193/20 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

213035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППЧ Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4