НАПРЯМКИ ТА РЕЗЕРВИ ПІДВИЩЕННЯ ТЕХНІЧНОГО РІВНЯ РУЛЬОВИХ МАШИН ПЛУНЖЕРНОГО ТИПУ З ТАНГЕНСНИМ МЕХАНІЗМОМ

Abstract

Стаття стосується найбільш поширеного типу суднових гідравлічних рульових машин (ГРМ) плунжерного типу, оснащених тангенсним важільним механізмом. Показано, що джерелом недоліків рульових машин плунжерного типу є недосконалість важільної системи, серед них зокрема її низький ККД, висока навантаженість деталей, та наявність значної кількості надлишкових зв’язків. Метою роботи є встановлення основних напрямків та оцінка резервів підвищення технічного рівня механізму ГРМ плунжерного типу. Задачі роботи полягають у наступному: визначити основні критерії технічного рівня механізму ГРМ плунжерного типу, що враховують досконалість структури, енергетичну ефективність його роботи, а також навантаженість деталей; виконати оцінку цих критеріїв для поширених конструкцій ГРМ плунжерного типу; намітити напрямки підвищення технічного рівня механізму ГРМ плунжерного типу та оцінити резерви їх застосування. Для розвантаження плунжерів та ущільнень гідроциліндрів від поперечних сил застосовують напрямні, які сполучаються з плунжерами нижчими кінематичними парами. Це забезпечує наявність в механізмі ГРМ q = 20 надлишкових зв'язків, що унеможливлюють самовстановлення ланок механізму. Резервом для зменшення кількості надлишкових зв'язків є відмова від напрямних та підвищення класу кінематичних пар механізму ГРМ. В результаті досліджень на прикладі машини прототипа YOOWON-MITSUBISHI YDFT-335-2 показано, що в ній забезпечується виникнення значних поперечних сил, що передаються від румпеля на плунжери та напрямні та сягають близько 53% від колових зусиль на румпелі. Для розвантаження плунжерів та ущільнень гідроциліндрів від поперечних сил застосовують напрямні, які здатні сприйняти лише 5...7% поперечного навантаження. Втрати на тертя плунжерів в ущільненнях серед усіх втрат на тертя в механізмі ГРМ складають 39%. Показано, що підвищення технічного рівня ГРМ, зокрема структурної досконалості, енергоощадності та зниження навантаженості деталей ГРМ має своїм ключем заміну тангенсного важільного механізму, що перетворює поступальний рух плунжерів в обертальних рух румпеля, на інший. Ключові слова: рульова машина плунжерного типу, плунжер, напрямна, румпель, момент, поперечна сила, розподіл навантаження, деформація, коефіцієнт корисної дії, структура.