Электрическая рулевая машина, конструкция и принцип действия

До конца 50-х годов прошлого столетия на речных и морских судах широкое применение имели электрические рулевые машины с моментом на баллере до 150кН·м.

Но в связи с развитием гидравлического привода, обладающего более высокой эффективностью, область распространения электрических рулевых машин постепенно ограничивалась и производство их для морских и речных судов прекращено. Однако на многих судах внутреннего и смешанного плавания электрические рулевые машины до сего времени находятся в эксплуатации. Общее представление об электрической рулевой машине дает схема на рис. 52.

Рулевой штурвал приводит в движение перемещающийся контакт реостата с сопротивлением Rw, имеющего электрическую связь со вторым реостатом, сопротивление в котором Rs меняется в зависимости от положения баллера.

Если, например, вращение штурвала совпадает с направлением стрелки, то сопротивление увеличивается. Генератор, напряжение, в обмотке которого контролируется регулятором, обеспечивает энергией исполнительный рулевой двигатель. Направление вращения исполнительного рулевого двигателя для рассматриваемого случая соответствует увеличению сопротивления Rs и уменьшению тока в регуляторе.

В момент, когда руль занимает нужное положение, сопротивление Rs становится равным Rw и исполнительный рулевой двигатель останавливается.

	1 – сектор; 2 – рулевой двигатель; 3 – генератор; 4 – регулятор; 5 – привод генератора.
Рисунок 52 – Принципиальная схема электрической рулевой машины со следящей системой контроля

Рассмотрим конструктивное устройство типовой электрической рулевой машины, установленной на ряде судов, и в частности, на озерных буксирах-толкачах ОТ-800 (проект 758) мощностью 590кВт (рис. 53).

Рисунок 53 – Схема электрической рулевой машины

Данные толкачи являются двухвинтовыми, снабжены поворотными насадками, на каждой из них установлены две одинаковые рулевые машины, допускающие совместное и раздельное управление.

Валы основных электродвигателей 16 карданными валами 15 и электромагнитной муфтой 14 соединены для совместной работы в ходу. Во время маневров рулевые машины при отключенной электромагнитной муфте работают независимо, каждая на свой рулевой орган. Основной электродвигатель 16 постоянного тока, работающий по системе «двигатель – генератор – двигатель», эластичной муфтой 18 соединен с нижней червячной парой дифференциала Федорицкого 19, который вращает цилиндрическую шестерню 21, сцепленную с зубчатым сектором 27. Сектор, посаженный на баллер 3 свободно, поворачивает его через пружинные амортизаторы 26 и румпель 6, закрепленный на баллере с помощью шпонки. Электродвигатель 11 запасного привода получает питание от аккумуляторных батарей. Его вал с помощью эластичной муфты 9, двухступенчатого редуктора 13 и карданного вала 17 передает вращение верхней червячной паре дифференциала Федорицкого. Для более надежного предохранения ротора запасного электродвигателя от проворачивания при работе основным приводом на эластичной муфте 9 установлен колодочный тормоз 10 с электромагнитом 12.

Автоматическая остановка электродвигателей при достижении рулевыми органами крайних положений обеспечивается конечными выключателями 23 основного и 25 запасного приводов, размыкающими электрическую цепь питания электродвигателей. Привод к ним выполнен цепными передачами 24 и 22 от двух звездочек 20. При неисправности конечных выключателей поворот сектора ограничивают упоры 29. Чтобы предохранить механизм рулевой машины от ударов волн в рулевой орган, на ступицы румпеля установлены колодки 4 тормоза, который с помощью ручного привода 1 включается при длительной стоянке судна. На палубе в районе вращения сектора установлены 4 каточка 28, предохраняющие его от провисания под действием собственной массы. На секторе имеется шкала 8, а над ней неподвижный указатель 7, позволяющие на месте определить, на какой борт и угол отклонен рулевой орган. С помощью рычага 5 и датчика 2 электрического аксиометра показания отклонения рулевого органа передаются в штурвальную рубку.

Наличие дифференциала Федорицкого позволяет переходить с основного привода на запасный и, наоборот, без каких-либо переключений в машине.