Вместо электрического сервопривода с редуктором ДФР и шпинделем некоторые фирмы применяют гидравлические или комбинированные механизмы ( рис. 10.24 ).
Рис. 10.24. Сервомеханизмы РЭГ-приводов: а – гидравлический; б – электрогидравлический ( комбинированный )
На рис. 10.24, а показан сервоцилиндр 2, шток поршня которого 1, связанный с диф
ференциальным рычагом, аналогично каретке, своим перемещением задает эксцентриси-
тет насоса.
Подача масла в сервоцилиндр 2 осуществляется через золотниковое устройство по схеме, аналогичной рис. 10.20. Сервопривод питается от специального малого шестеренча
того насоса, обычно встраиваемого в главный насос переменной подачи.
На рис. 10.24, б представлен электрический сервопривод с промежуточным гидроусилителем.
Такая схема широко используется в отечественных рулевых системах (РЭГ-8). Гидроусилитель состоит из золотника 2 и силового цилиндра, шток поршня которого 1 действует на управляющий рычаг манипулятора насоса. Дифференциальный рычаг 5 обеспечивает жесткую обратную связь между золотником и рабочим поршнем.
Передвигая с помощью серводвигателя М и рычажной системы золотник 2, сообща
ют полости цилиндра 3 со вспомогательным насосом.
Шток поршня при перемещении возвращает через рычаг 5 золотник в нейтральное положение. Дифференциальный рычаг 5 в гидроусилителе превращает его в следящее устройство, где положение выходной каретки 1 всегда четко связано с перемещением входного рычага 6, на который через редуктор 4 воздействует серводвигатель М.
Поэтому датчики аксиометра заданного положения руля ВС2, конечные выключа-
тели, элементы обратной связи В связаны непосредственно с входным органом гидроуси-
лителя.
Мощность серводвигателей составляет 10 - 15 Вт. В качестве двигателей использу-
ются хорошо управляемые и регулируемые бесконтактные высоконадежные двухфазные асинхронные машины с полым ротором ( двигатели Феррариса ).
Исполнительные устройства систем управления гидравлических рулевых машин
Основные сведения
К исполнительным устройствам систем управления гидравлических рулевых машин относятся:
1. серводвигатели;
2. электромагнитные муфты;
3. пружинные нулевые установители.
6.2. Серводвигатели
Серводвигатели – это электрические двигатели мощностью 10…15 Вт, предназна-
ченные для перемещения рабочих органов насосов переменной подачи.
Такими органами является:
1. у радиально-плунжерных насосов ( Холла ) – барабан;
2. у аксиально-плунжерных насосов – поворотная люлька.
Если при помощи серводвигателя вывести барабан насоса из нулевого положения
( повернуть люльку ), перо руля начинается поворачиваться, если же вернуть барабан ( люльку ) в исходное ( нулевое ) положение, перо руля остановится.
В качестве серводвигателей используются 3- и 2-фазные асинхронные двигатели.
На судах отечественного производства используются 2-фазные асинхронные двига
тели серии АДП ( А – асинхронный, Д – двигатель, П – полый ротор ) ( рис .*** ).
.
Рис. *** Асинхронный двигатель серии: а – устройство; б – схема включения;
1 – внешний статор; 2 – обмотка возбуждения ( управления ); 3 – полый ротор;
4 – внутренний статор; 5 – вал; 6 – подшипниковый щиток
Двигатель имеет два статора – внешний 1 и внутренний 4. Последний закреплен на одном из подшипниковых щитков и служит для уменьшения магнитного сопротивления на пути основного магнитного потока.
На внешнем статоре двигателя уложены две обмотки: обмотка возбуждения ОВ и обмотка управления ОУ. Оси этих обмотки расположены под углом 90°, поэтому их маг-
нитные потоки сдвинуты в пространстве на такой же угол.
На обмотку возбуждения подается стабильное напряжение U 
величиной 36, 40 или 110 В ( в зависимости от типа двигателя ).
На обмотку управления ОУ с выхода усилителя системы управления РЭП ( магнит-
ного или электронного ) подается напряжение управления U 
, которое может изменяться как по величине, так и по фазе.
В щель между внешним и внутренним статорами вставлен полый ротор 3, который
сидит на валу 5. Вал свободно вращается на подшипниках, установленных в щитках 6.
Ротор выполнен в виде тонкостенного латунного стакана, что позволило свести к минимуму его инерционность – ротор быстро разгоняется и быстро останавливается.
В цепь обмотки возбуждения включен конденсатор С, поэтому ток в этой обмотке
сдвинут на 90° ( в сторону опережения ) по отношению к току в обмотке управления.
Такой двойной сдвиг – обмоток на статоре на 90° ( в пространстве ) и токов в них
на 90° ( электрических – на векторной диаграмме ) позволил получить при помощи этих обмоток вращающееся магнитное поле.
Это поле при вращении пересекает стенки полого ротора и индуктирует в них ЭДС В роторе возникает ток, который, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем, вызывает образование электромагнитного момента – ротор начинает вращаться.
Скорость ротора тем больше, чем больше напряжение U на обмотке управления.
Если фазу этого напряжения изменить на обратную ( на 180°), ротор реверсирует.
Электромагнитные муфты
Электромагнитные муфты – это электромагнитные аппараты, предназначенные для разрыва или переключения механической связи между двумя валами – ведущим ( со сторо
ны серводвигателя ) и ведомым ( со стороны манипулятора насоса ).
Муфты выпускаются двух типов: МЭС (соединяющие) и МЭП (переключающие).
Электромагнитная муфта типа МЭС (рис. *** ) состоит из корпуса 1 с закреплен-
ной внутри катушкой 2, валика 8 ( вдоль него по специальным пазам перемещается якорь 4 с фрикционным диском 6 ). На валик 8 насажен шарикоподшипник 7, на внешней обой-
ме которого закреплено зубчатое колесо 5.
Рис. Устройство электромагнитной муфты типа МЭС:
1 – корпус; 2 – катушка; 3 – пружина; 4 – якорь ( подвижная часть ) муфты;
5 – зубчатое колесо; 6 – фрикционный диск; 7 – шарикоподшипник; 8 - валик
Принцип действия муфты состоит в следующем.
При подаче питания на катушку 2 муфта срабатывает, то есть якорь 4, преодолевая сопротивление пружины 3, втягивается в катушку, а фрикционный диск 6 прижимается к торцу зубчатого колеса 5. Следовательно, вращение от валика 8 будет передаваться на зубчатое колесо 5.
Если питание снять, якорь 4 под действием пружины 3 переместится в первона-
чальное состояние, а фрикционный диск 6 освободит зубчатое колесо.
У реверсивной (переключающей) муфты МЭП при срабатывании электромагнита фрикционный диск освобождает одно зубчатое колесо и прижимается к другому.
6.4. Нулевые установители
Пружинные нулевые установители предназначены для автоматического возвраще-
ния рабочего органа насоса – барабана ( люльки ) в нулевое положение после отключения серводвигателя.
Как следует из принципа действия насосов переменной подачи, для поворота руля надо при помощи серводвигателя вывести барабан ( люльку ) насоса из нулевого положе
ния, а для остановки руля – вернуть барабан ( люльку ) в нулевое положение.
Для такого возврата можно включить серводвигатель в обратном направлении ( ре-
версировать ). Однако при этом усложняется схема управления РЭП.
Поэтому на практике применяют более простой способ возврата барабана ( люльки ) насоса – размещают между серводвигателем и манипулятором:
1. электромагнитную муфту сухого трения типа МЭС ( МЭП );
2. пружинный нулевой установитель.
Электромагнитная муфта ( см. выше ) состоит из двух половин, одна из которых вращается на ведущем валу ( со стороны серводвигателя ), вторая – на ведомом ( со сторо
ны манипулятора насоса ). Если серводвигатель включен, обе половины муфты соединены между собой, поэтому вращение вала серводвигателя перемещает манипулятор насоса.
Пружина установителя одним концом прикреплена к корпусу исполнительного механизма, а вторым – к тяге манипулятора насоса. Поэтому при работе серводвигателя смещение манипулятора из нулевого положения в любую сторону заставляет эту пружину растягиваться.
Если серводвигатель выключается, половины муфты разобщаются, т.е. вал серво-
двигателя отсоединяется от манипулятора насоса, а растянутая пружина установителя возвращает манипулятор, а с ним и барабан ( люльку ) насоса в нулевое положение.
Иначе говоря, принцип действия пружинного нулевого установителя такой же, как у двери с пружиной. Пока дверь открыта, пружина растянута, стараясь закрыть дверь. Если отпустить дверь, она закроется под действием пружины.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 477.
