Успокоитель качки

 

Использование: судостроение. Сущность изобретения: успокоитель качки содержит перо руля (1), баллер (2), корпусную нишу (4) с направляющими (5). Перо руля (1) через две втулки (6) из антифрикционного материала насажено, с возможностью вращения на баллер (2) руля (1), неподвижно закрепленный в каретке (3), имеющей опоры на направляющих (5) корпусной ниши, которые снабжены механическими упорами выдвинутого и убранного положений руля (1). На хвостовике баллера (2), размещенном в пере руля (1), выполнены сквозные продольные пазы, а внутренняя расточка баллера (1) разделена на полости (a и b ) поршнем (7) со штоком, на конце которого закреплена траверса (9), имеющая плоские участки, расположенные в продольных сквозных пазах хвостовика баллера (1), и винтовые участки, расположенные в винтовых пазах секторов, неподвижно закрепленных в пере руля (1). Хвостовик баллера (1) жестко соединен с обоймой (14), имеющей на своей шейке поверхность, являющуюся двухсторонней пятой (16), зафиксированной с возможностью вращения в подпятнике (17). Последний жестко закреплен в пере руля (1). 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к успокоителям качки судна с управляемыми рулями.

Известны успокоители качки с выдвижными рулями, содержащие перо руля и баллер, убирающиеся вдоль оси баллера в корпусные ниши с помощью силового привода выдвижения и уборки, причем в рабочем выдвинутом положении перо руля посредством силового привода перекладывается на заданные углы.

К таким успокоителям качки относится УКА-89-3, широко применяемый в отечественном судостроении. Приводы перекладки, направляющие балки и приводы выдвижения этого успокоителя качки размещены внутри корпуса судна, что приводит к значительному увеличению массогабаритных характеристик всего изделия. Этот успокоитель качки содержит перо руля, неподвижно соединенное с баллером, имеющим две опоры в корпусной нише - подвижный подшипник, который может перемещаться по направляющим ниши в процессе выдвижения или уборки пера руля; неподвижный подшипник, закрепленный на торцовом листе ниши со стороны помещения в корпусе судна и снабженный сальником, герметизирующим отверстие, через которое конец баллера руля проходит за пределы ниши во внутреннее помещение судна. Выдвижение пера руля в рабочее положение и уборка его производится посредством гидропривода поршневого типа, размещенного в помещении судна. Перекладка (возвратно-качательное движение) пера руля производится при помощи гидропривода плунжерного типа, закрепленного на торцовом листе ниши со стороны помещения судна, через румпель, свободно насаженный на баллер и муфту, жестко закрепленную на конце баллера, находящемся в помещении судна. В процессе уборки муфта разъединяет кулачковое зацепление с румпелем и заходит на направляющие балки, расположенные по обе стороны от баллера вдоль его оси, жестко закрепленные к фундаментам на торцовом листе ниши и корпусе судна и удерживающие муфту, а вместе с ней баллер и перо руля от поворота в процессе выдвижения и уборки [1]. Основным недостатком такого успокоителя качки является его большая масса и габариты и как следствие большие объемы помещений, занимаемые в корпусе судна. Это вызвано тем, что приводы выдвижения и уборки с направляющими балками, а также приводы перекладки руля размещены во внутренних помещениях судна.

В качестве прототипа принимаем успокоитель качки по патенту США N 3.924.555. Этот успокоитель качки содержит перо руля, которое может поворачиваться на баллере, неподвижно закрепленном в двух опорах, причем последние могут перемещаться по направляющим ниши при уборке руля или выдвижении его в рабочее положение. Гидравлический привод поворота (перекладки) пера размещен в помещении судна, закреплен на торцовом месте ниши и соединен с пером руля сложной системой механических связей, расположенных в нише. Выдвижение и уборка руля осуществляется электромеханическим приводом, содержащим гайку, размещенную в баллере руля и ходовой винт от привода, проходящий через гайку. При вращении ходового винта и неподвижной гайки (не вращающейся) последняя вместе с баллером, пером руля и другими деталями перемещается вдоль оси винта, осуществляя выдвижение или уборку пера руля [2].

Этот успокоитель качка частично устраняет недостатки выдвижного успокоителя качки УКА 89-3, принятого за аналог. Однако габариты и масса его по-прежнему велики. Наличие сложной системы механических связей при передаче движения от гидропривода перекладки к перу руля значительно увеличивает массу изделия, снижает его надежность (мех. связи находятся в нише в морской воде и трудно доступны для осмотра и профилактики), увеличивает трудоемкость изготовления.

Цель - снижение массогабаритных характеристик и трудоемкости сборочно-монтажных и демонтажных работ при изготовлении и монтаже на судне.

Технико-экономический эффект, создаваемый новой совокупностью признаков предлагаемого успокоителя качки, состоит в снижении массогабаритных характеристик на 25-30% и высвобождении полезных объемов в помещениях судна, в снижении сборочно-монтажных работ при сборке-разборке на стенде завода-изготовителя и монтаже на судне за счет блочного исполнения руля с приводами, расположенными в нишах.

Достигается это тем, что в известном успокоителе качки, содержащем баллер с опорами, перо руля, установленное на баллере с возможностью поворота вокруг его оси и размещения в нише корпуса судна, снабженной направляющими для подвижной опоры баллера, и механизм привода перекладки пера руля, опоры баллера руля включают в себя неподвижно закрепленную на баллере с возможностью перемещения по направляющим нишу-каретку, а механизм привода перекладки пера руля включает в себя шток, установленный в продольной внутренней расточке баллера, причем внутренняя расточка баллера в пределах каретки разделена на две полости поршнем, выполненным на упомянутом штоке, а на хвостовике баллера, размещенном в пере руля выполнены сквозные продольные пазы, при этом на противоположном относительно поршня конце штока закреплена траверса, выполненная с последовательно расположенными плоскими и винтовыми участками, причем плоские участки траверсы размещены в упомянутых продольных сквозных пазах хвостовика баллера, а винтовые - в винтовых пазах секторов, неподвижно закрепленных в пере руля, при этом хвостовик баллера жестко соединен с обоймой, а в пере руля жестко закреплен подпятник, причем обойма снабжена двухсторонней пятой, установленной в подпятнике с возможностью поворота.

На фиг.1 показан предлагаемый успокоитель качки в плане при снятом верхнем листе ниши; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2.

Успокоитель качки содержит перо руля 1, баллер 2, каретку (картер) 3, корпусную нишу 4 с направляющими 5, втулки 6 из антифрикционного материала, запрессованные в перо руля 1. Баллер 2 имеет внутреннюю расточку, разделенную поршнем 7 на полости "а" и "b". Шток 8 заканчивается траверсой 9 с плоскими участками 10, имеющими возможность перемещаться по продольным сквозным пазам "с" хвостовика 11 баллера 2 и винтовыми участками 12, имеющими возможность перемещаться по винтовым пазам "d" секторов 13 неподвижно закрепленных в пере руля 1. Обойма 14 с шейкой 15 жестко зафиксирована на хвостовике 11 баллера 2. На шейке 15 обоймы 14 выполнена с возможностью вращения двухсторонняя пята 16, которая фиксирует от осевого перемещения перо руля 1 посредством подпятника 17 неподвижно закрепленного в пере руля 1. На направляющих 5 ниши 4 установлены механические упоры 18 и 19, фиксирующие каретку 3 соответственно в выдвинутом (рабочем) или убранном положении. Кроме того, успокоитель качки содержит следящую систему управления перекладкой пера руля 1, элементы электрогидравлического привода перекладки (насоса, эл.оборудования и т.п.), привод выдвижения и уборки известной конструкции и элементы управления им, контрольно-измерительные и сигнальные приборы.

Предлагаемый успокоитель качки работает следующим образом. Исходное положение: перо руля 1, баллер 2 и каретка 3 находятся в выдвинутом до упоров 18 положении, при этом перо руля 1 находится в воде за пределами ниши 4 в нулевом (не переложенном) относительно баллера 2 положении. При подаче рабочей среды в полость "а" (или "b") поршень 7 перемещает шток 8 и траверсу 9. Последняя при поступательном движении вдоль оси баллера, взаимодействуя своими плоскими участками 10 с продольными сквозными пазами "с" хвостовика 11 баллера 2, которые удерживают траверсу 9 от поворота, и винтовыми участками 12 с винтовыми пазами "d" секторов 13, неподвижно соединенных с пером руля 1, перекладывает (поворачивает) перо руля 1 относительно баллера 2, неподвижно зафиксированного в каретке 3, на угол, пропорциональный величине хода траверсы. От перемещения вдоль оси баллера перо руля 1 удерживается посредством обоймы 14, неподвижно закрепленной на хвостовике 11 баллера 2, имеющей шейку 15 и двухстороннюю пяту 16, и разъемного подпятника 17, неподвижно соединенного с пером руля 1. При перекладке пера руля 1 на некоторый угол на ходу судна на нем возникают гидродинамические силы, которые через баллер 2, каретку 3, направляющие 5, корпусную нишу 4 передаются на корпус судна и создают восстанавливающий момент. Поскольку управление перекладкой руля производится в следящем режиме, т.е. в каждый момент времени восстанавливающий момент, создаваемый рулями, направлен против кренящего момента, создаваемого волной, происходит уменьшение амплитуд качки. По окончании работы перо руля 1 устанавливается в нулевое положение и посредством привода выдвижения и уборки (не показан) перо руля 1, баллер 2 и каретка 3 перемещаются по направляющим 5 ниши 4 до упора каретки 3 в механические упоры 19, т.е. в убранное положение.

Формула изобретения

УСПОКОИТЕЛЬ КАЧКИ, содержащий баллер с опорами, перо руля, установленное на баллере с возможностью поворота вокруг его оси и размещения в нише корпуса судна, снабженной направляющими для подвижной опоры баллера, и механизм привода перекладки пера руля, отличающийся тем, что опоры баллера руля включают в себя неподвижно закрепленную на баллере с возможностью перемещения по направляющим ниши каретку, а механизм привода перекладки пера руля включает в себя шток, установленный в продольной внутренней расточке баллера, причем внутренняя расточка баллера в пределах каретки разделена на две полости поршнем, выполненным на упомянутом штоке, а на хвостовике баллера, размещенном в пере руля, выполнены сквозные продольные пазы, при этом на противоположном относительно поршня конце штока закреплена траверса, выполненная с последовательно расположенными плоскими и винтовыми участками, причем плоские участки траверсы размещены в упомянутых продольных сквозных пазах хвостовика баллера, а винтовые - в винтовых пазах секторов, неподвижно закрепленных в пере руля, при этом хвостовик баллера жестко соединен с обоймой, а в пере руля жестко закреплен подпятник, причем обойма снабжена двусторонней пятой, установленной в подпятнике с возможностью поворота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3